一种红壤矿物与耐性细菌复合体对重金属的吸附应用制造技术

本发明专利技术公开了一种红壤矿物与耐性细菌复合体对重金属的吸附应用。一种矿物与细菌复合体，矿物与细菌复合体包括矿物和细菌，矿物包括铁氧化物矿物、铝硅酸盐矿物、铝氢氧化物矿物中的至少一种；细菌包括具有重金属耐性的肠杆菌(Enterobacter huaxiensis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中的至少一种。本发明专利技术利用矿物和细菌形成复合体，利用矿物为细菌提供屏障，使得细菌受重金属迫害程度降低，使其既能利用菌体表面进行吸附，也可充分发挥其胞内富集的效果，相对于矿物对重金属的吸附，吸附效果更好。附效果更好。

Adsorption of heavy metals by a complex of red soil minerals and tolerant bacteria

【技术实现步骤摘要】
一种红壤矿物与耐性细菌复合体对重金属的吸附应用


[0001]本专利技术涉及环境治理领域，具体涉及一种红壤矿物与耐性细菌复合体对重金属的吸附应用。

技术介绍

[0002]红壤矿物主要有铝硅酸盐类黏土矿物、铁氧化物类矿物与铝氢氧化物类矿物，其比表面积、表面电荷、颗粒大小等方面具有明显的差异。红壤黏土矿物间存在同晶替代现象，表面带有负电荷，颗粒较小且具有丰富孔隙，因而对于土壤中重金属阳离子具有较强的吸附能力，此外红壤黏土矿物还可通过离子交换和离子偶极相互作用、协同作用等对土壤中污染物阴阳离子以及极性污染物进行去除。重金属离子可通过专性吸附和非专性吸附两种方式与黏土矿物结合。专性吸附通常在矿物表面可变电荷位形成内圈络合物，吸附性较强；非专性吸附发生在矿物永久性电荷位形成外圈络合物，吸附性较弱。但矿物因比表面积有限，对重金属吸附效果较弱，无法单独有效且长效的吸附重金属。
[0003]细菌广泛分布于土壤、水体及大气中，细胞壁表面富含羧基、磷酸基、羟基、胺基和疏基等活性基团，与重金属发生生物吸附、富集、降解等相互作用。而细菌在单独施用到重金属污染处理中大多受到重金属胁迫而活性不高，因此在材料中大多只利用其细胞壁部分进行表面吸附，无法充分发挥其胞内富集作用。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在矿物吸附重金属效率低的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种矿物与细菌复合体，本专利技术的目的之二在于提供这种矿物与细菌复合体的制备方法，本专利技术的目的之三在于提供一种重金属吸附剂，本专利技术的目的之四在于提供这种矿物与细菌复合体在吸附重金属中的应用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种矿物与细菌复合体，矿物与细菌复合体包括矿物和细菌，矿物包括铁氧化物矿物、铝硅酸盐矿物、铝氢氧化物矿物中的至少一种；细菌包括肠杆菌(Enterobacter huaxiensis EG16)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis DBM)中的至少一种。
[0007]优选的，这种矿物与细菌复合体中，铁氧化物矿物包括针铁矿、赤铁矿、水铁矿中的至少一种；进一步优选的，铁氧化物矿物包括针铁矿、水铁矿中的至少一种；再进一步优选的，铁氧化物矿物为针铁矿。优选的，这种矿物与细菌复合体中，铝硅酸盐矿物包括长石、云母、高岭土、沸石、石榴石中的至少一种；进一步优选的，铝硅酸盐矿物包括长石、云母、高岭土中的至少一种；再进一步优选的，铝硅酸盐矿物为高岭土。
[0008]优选的，这种矿物与细菌复合体中，铝氢氧化物矿物包括一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石中的至少一种；进一步优选的，铝氢氧化物矿物为三水铝石。
[0009]优选的，这种矿物与细菌复合体的比表面积为0.8
‑
12m2/g；进一步优选的，这种矿
物与细菌复合体的比表面积为5
‑
10m2/g；再进一步优选的，这种矿物与细菌复合体的比表面积为6.8
‑
10m2/g。
[0010]优选的，这种矿物与细菌复合体中，矿物与细菌的质量比为1：(0.4
‑
0.75)。
[0011]优选的，这种矿物与细菌复合体中，矿物的粒径≤200μm；进一步优选的，矿物的粒径≤180μm；再进一步优选的，矿物的粒径≤150μm。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种上述矿物与细菌复合体的制备方法，包括以下步骤：矿物与细菌悬浮液混合，反应，分离得到固体产物，即为上述矿物与细菌复合体。
[0013]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，细菌悬浮液的pH为4
‑
7；进一步优选的，细菌悬浮液的pH为4
‑
6；再进一步优选的，细菌悬浮液的pH为5。
[0014]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，细菌悬浮液的OD
600
为0.5
‑
1.5；进一步优选的，细菌悬浮液的OD
600
为0.8
‑
1.2；再进一步优选的，细菌悬浮液的OD
600
为1.0；OD
600
是指细菌悬浮液在600nm处的吸光值。
[0015]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，细菌悬浮液由细菌菌体经超声扩散到磷酸盐缓冲液中，使最终OD
600
为0.5
‑
1.5。
[0016]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，矿物与细菌悬浮液的质量体积比为1g：(60
‑
120)mL；进一步优选的，矿物与细菌悬浮液的质量体积比为1g：(80
‑
100)mL。
[0017]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，反应温度为20
‑
30℃；进一步优选的，反应温度为22
‑
28℃；再进一步优选的，反应温度为25℃。
[0018]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，反应在振荡条件下进行，振荡时间为0.4
‑
4h；进一步优选的，振荡时间为0.5
‑
2h；再进一步优选的，振荡时间为1h。
[0019]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，反应在恒温振荡箱中进行，振荡转速为100
‑
200rpm；进一步优选的，振荡转速为140
‑
180rpm；再进一步优选的，振荡转速为160rpm。
[0020]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，分离采用离心分离，离心时间为5
‑
15min；进一步优选的，离心时间为8
‑
12min；再进一步优选的，离心时间为10min。
[0021]优选的，这种矿物与细菌复合体的制备方法中，分离采用离心机，离心机转速为3000
‑
5000rpm；进一步优选的，离心机转速为3500
‑
4500rpm；再进一步优选的，离心机转速为4000rpm。
[0022]本专利技术第三方面提供了一种重金属吸附剂，重金属吸附剂包括上述矿物与细菌复合体。
[0023]本专利技术第四方面提供了上述矿物与细菌复合体和/或上述重金属吸附剂在吸附重金属中的应用。
[0024]优选的，上述矿物与细菌复合体和/或上述重金属吸附剂在吸附镉、铅、铜、锌中的应用；进一步优选的，上述矿物与细菌复合体和/或上述重金属吸附剂在吸附镉、铅中的应用；再进一步优选的，上述矿物与细菌复合体和/或上述重金属吸附剂在吸附镉中的应用。
[0025]本专利技术第五方面提供了一种吸附废水中重金属的方法，包括以下步骤：将上述矿物与细菌复合体和/或上述重金属吸附剂与重金属废水混合，反应，去除废水中重金属。
[0026]优选的，这种吸附废水中重金属的方法中，重金属废水的重金属浓度为10
‑
100mg/L；进一步优选的，重金属废水的重金属浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿物与细菌复合体，其特征在于，所述的矿物与细菌复合体包括矿物和细菌，所述的矿物包括铁氧化物矿物、铝硅酸盐矿物、铝氢氧化物矿物中的至少一种；所述的细菌包括肠杆菌(Enterobacter huaxiensis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中的至少一种。2.根据权利要求1所述的矿物与细菌复合体，其特征在于，所述的矿物与细菌复合体的比表面积为0.8
‑
12m2/g。3.根据权利要求1所述的矿物与细菌复合体，其特征在于，所述的矿物与细菌的质量比为1：(0.4
‑
0.75)。4.根据权利要求1所述的矿物与细菌复合体，其特征在于，所述的矿物的粒径≤200μm。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的矿物与细菌复合体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：矿物与细菌悬浮液混合，反应，分离得到固体产物，即所述的矿物与细菌复...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雅莹，林庆祺，倪卓彪，王诗忠，顾文杰，杨少海，仇荣亮，
申请(专利权)人：华南农业大学中山大学，
类型：发明
国别省市：