【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属污染水体治理复合材料制备领域，具体涉及一种藻负载纳米零价铁复合材料的制备方法与应用。
技术介绍
1、纳米零价铁具有价格低廉、比表面积大、还原性强、吸附性和反应活性优异等优点，可通过不同机制降解各类环境污染物，如重金属、卤代有机化合物、放射性元素、无机阴离子等，被视为一种有着广阔应用前景的材料。
2、但是，在实际反应过程中，纳米零价铁因受各种因素的影响易发生失活现象，主要表现为：反应ph升高，纳米零价铁腐蚀受到抑制，反应活性降低；反应过程中，不断产生的铁的腐蚀产物覆盖零价铁表面的活性位点，导致纳米零价铁失活，极大地制约了纳米零价铁在实际废水处理中的应用。
3、目前，采用各种物质为载体制备纳米零价铁，如羧甲基纤维素、壳聚糖、蒙脱石、生物炭等，改善纳米零价铁易团聚、易氧化等缺点。但在environmental science: nano公开发表文章stabilizing interaction of exopolymers with nano-se and impact onmercury immobilization in soil and groundwater中利用微生物胞外聚合物为载体制备了硒纳米颗粒，研究发现微生物胞外聚合物可以作为一种有效的天然分散剂，提高纳米颗粒的稳定性的同时也降低了纳米颗粒的团聚性，从而提高了污水中汞的去除率。
4、现在技术存在的缺点是：负载型纳米零价铁多采用铁盐沉积到负载基材上，然后原位还原生成纳米零价铁，此方法过程中易产生大量的离子污染，只能用
技术实现思路
1、针对上述纳米零价铁材料存在的不足，本专利技术旨在提供一种藻负载纳米零价铁复合材料的制备方法与应用。本专利技术的藻负载纳米零价铁复合材料以小球藻为载体合成纳米零价铁，既实现了藻类资源化的同时也减少了纳米零价铁的团聚。藻类表面含有各种功能团，如羟基、氨基、羧酸盐和磷酸盐等，增强了藻类的生物吸附能力，能去除各种污染物，如砷，汞，硒和铬等。此外，藻类胞外聚合物已成为一种天然分散剂，降低了纳米颗粒的团聚性，提高了对各种污染物的去除效果。该材料可用于重金属污染水体的治理。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，以小球藻为载体的藻负载纳米零价铁复合材料的制备方法，包括以下原料组分：小球藻和纳米零价铁。
4、优选地，藻负载纳米零价铁复合材料以小球藻为载体，采用化学液相还原法制备纳米零价铁。其中，硼氢化钠和三氯化铁的摩尔比为2:1。
5、第二方面，本专利技术提供一种藻负载纳米零价铁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
6、s1：小球藻的培养，先加入硝酸钠、磷酸氢二钾、七水合硫酸镁、乙二胺四乙酸二钠、碳酸钠、a5溶液在容量瓶中定容。用1 m naoh或hcl调节ph到7.1。然后在高压蒸汽灭菌锅中120℃灭菌2 h，再加入柠檬酸、柠檬酸铁铵和二水合氯化钙溶液到容量瓶中，最后取液体培养基量的5%左右藻液接种进入培养基中，放入光照/黑暗比为12:12的光照培养箱中培养。
7、s2：将7.56 mg硼氢化钠和27.05 mg三氯化铁依次加入到10 ml的小球藻悬浮液中，轻轻摇动启动反应，使纳米零价铁与藻类细胞充分结合。
8、s3：将所得悬浮液离心，倒掉上清液，收集离心管中的沉淀物，真空冷冻干燥24 h，即可得到藻负载纳米零价铁复合材料。
9、优选地，s1中：小球藻的培养基为bg11培养基，包括10 ml硝酸钠；10 ml磷酸氢二钾；10 ml七水合硫酸镁；10 ml二水合氯化钙；10 ml柠檬酸；10 ml柠檬酸铁铵；10 ml乙二胺四乙酸二钠；10 ml碳酸钠；a5溶液1 ml。其中，a5（微量金属溶液）包括：硼酸 2.86 g/ldh2o；四水氯化锰1.86 g/l dh2o；七水硫酸锌0.22 g/l dh2o；二水钼酸钠0.39 g/l dh2o；五水硫酸铜0.08 g/l dh2o；六水硝酸钴0.05 g/l dh2o。
10、优选地，s1中：高压蒸汽灭菌锅温度设置是120℃，时间为30 min。
11、优选地，s2中：先加入硼氢化钠，后加入三氯化铁。
12、优选地，s2中：纳米零价铁与小球藻反应2-3 min。
13、优选地，s3中：离心条件为6000 r/min，时间为6 min。
14、采用上述方法制备得到藻负载纳米零价铁复合材料。
15、第三方面，本专利技术提供的藻负载纳米零价铁复合材料，可用于处理砷污染水体，其作用机理是小球藻主要通过吸附作用去除砷，并且降低了纳米零价铁的团聚性，使溶液ph升高。随着ph的增加，纳米零价铁在水中会发生经典的腐蚀反应，氧化成fe(ii)，fe(ii)可被进一步氧化为fe(iii)，形成磁铁矿、针铁矿等铁（羟基）氧化物。这些铁（羟基）氧化物在自身形成的过程中可通过共沉淀的方式将水中的砷固定在其结构内部，形成fe-as（羟基）氧化物，达到从水中去除砷的目的。
16、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种藻负载纳米零价铁复合材料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的藻负载纳米零价铁复合材料组成，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的藻负载纳米零价铁复合材料，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的小球藻的培养，其特征在于：所述S1中采用高压蒸汽灭菌锅灭菌是温度设置120℃，时间为30 min。
5.根据权利要求3所述的藻负载纳米零价铁的制备，其特征在于：所述S2中小球藻悬浮液体积为10 mL，纳米零价铁与小球藻反应2-3 min。
6.根据权利要求3所述的离心机的使用，其特征在于：离心机的转数设置为6000转，时间为6 min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的藻负载纳米零价铁复合材料在处理含砷废水中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种藻负载纳米零价铁复合材料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的藻负载纳米零价铁复合材料组成，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的藻负载纳米零价铁复合材料，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的小球藻的培养，其特征在于：所述s1中采用高压蒸汽灭菌锅灭菌是温度设置120℃，时间为30 min。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：谌书，岳婷婷，杨远坤，傅开彬，贾梁，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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