【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抑尘剂，具体涉及一种微藻-sio2生物基纳米流体抑尘剂制备方法。
技术介绍
1、在当今社会，随着工业生产和城市化进程的加速，粉尘污染问题日益严峻。粉尘不仅影响空气质量，还对人体健康和生态环境造成严重威胁。因此，粉尘防治成为环境保护和公共健康领域的重要议题。传统的粉尘防治手段主要包括洒水、覆盖和喷洒化学抑尘剂等，但这些方法存在一定的局限性，如成本高、除尘效率低、可能产生二次污染等。此外，现有的抑尘剂多采用化学合成材料，这不仅对环境造成潜在的负担，而且在某些情况下可能对人体健康产生不利影响。因此，亟需研制出一种性能优异、无毒无害的高效环保抑尘剂。
2、纳米流体作为一种新型的抑尘技术，近年来在粉尘防治领域受到了广泛关注。纳米流体通常由纳米尺寸的固体颗粒分散在液体介质中形成，具有独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的分散性和稳定性。然而，现有纳米流体抑尘剂多集中于单一成分的研究，其润湿、黏结及保湿性能不佳，进而限制了其应用效果。
3、微藻作为一种光合作用生物，具有生长速度快、生物量大、易培养等特点，并且可通过自身代谢生产多种生物活性物质，这些活性物质如多糖、蛋白质等可以增加粉尘的黏附性和润湿性，使其更容易聚集沉降，从而提高抑尘效果。因此，将微藻与sio2纳米流体协同作用，制备得到微藻-sio2生物基纳米流体抑尘剂，不仅能够利用微藻代谢产生的生物活性物质弥补纳米流体抑尘剂在润湿性和保湿性能方面的不足，还可通过sio2纳米流体的物理化学特性吸附、固结粉尘颗粒，增强生物基抑尘剂的稳定性。该专利技术有望解
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是，针对目前技术中存在的不足，提供一种微藻-sio2生物基纳米流体抑尘剂的制备方法，以解决现有抑尘剂成本较高、抑尘效果不佳、对环境不友好及生物降解性差等技术问题。本专利技术的微藻-sio2生物基纳米流体抑尘剂具有生物降解性好、无毒害、成本低、抑尘效果优异、生物相容性和安全性、多功能性等特点。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、微藻-sio2生物基纳米流体抑尘剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6、(1)微藻培养
7、按照所选微藻生长需求制备bg-11培养基，将bg-11培养基放在高压蒸汽灭菌锅中在120℃下进行灭菌处理30min放至室温，分别将100ml培养基注入250ml的锥形瓶中，接种选定微藻，放进光生物反应器，在一定温度、光照、ph、固定碳源和空气条件下进行光/暗连续化培养一定时间，培养结束过滤收集微藻细胞；
8、(2)微藻活性成分提取
9、将步骤(1)过滤收集的微藻进行预处理，使用去离子水清洗微藻细胞，去除培养基残留和杂质；将清洗后的微藻采用超声波破碎微藻细胞壁，释放细胞内活性成分，在一定的温度、ph值和酶浓度下，对破碎后的微藻细胞进行酶解处理一定时间；然后将酶解后的微藻细胞与氯仿和甲醇的混合溶液混合，微波提取，微波加热可加速溶剂渗透和活性成分释放；将微波提取后的混合物进行离心分离，得到上清液和藻渣，使用滤纸对上清液进行过滤，去除残留固体颗粒，使用旋转蒸发仪对过滤后的上清液进行溶剂蒸发，至重量不变，制得微藻活性成分；
10、(3)sio2纳米粒子的合成
11、将sio2前驱体与去离子水超声震荡混合一定时间，稀释至适当的浓度，调节前驱体溶液的ph值，然后将稀释后的sio2前驱体溶液与步骤(2)制得的微藻活性成分按照一定比例混合，将混合物至于恒温震荡器中在一定温度和速度下震荡一定时间，震荡结束，通过高速离心机离心出sio2纳米粒子，并进行纯化处理，制得sio2纳米粒子；
12、(4)纳米流体抑尘剂的合成
13、将步骤(3)合成的sio2纳米粒子与微藻活性成分与水按照比例混合，根据需要调整纳米流体中纳米粒子和微藻活性成分的浓度，通过超声分散和添加适当的分散剂，配制成生物基纳米流体抑尘剂。
14、上述步骤(1)中，微藻是绿藻；bg-11培养基配方包括：1.5g/l nano3、0.04g/lk2hpo4·3h2o、0.075g/l mgso4·7h2o、0.036g/lcacl2·2h2o、0.006g/l柠檬酸、0.006g/l柠檬酸铁铵、0.001g/l乙二胺四乙酸、0.001g/l 2na-mg盐、0.02g/l na2co3、2.86μg/lh3bo4、1.81μg/l mncl2·4h2o、0.222μg/l znso4·7h2o、0.391μg/l na2moo4·2h2o、0.079μg/lcuso4·5h2o、0.0494μg/l co(no3)2·6h2o，培养基ph最终调整为7.4。
15、上述步骤(1)中，所述的光生物反应器为光照培养箱；所述的培养温度使用优化的温度20～30℃；所述的光照强度使用优化的光照强度5000～10000lux；所述的ph值使用优化的ph7.0～8.0；所述的固定碳源每分钟通入10～15ml的co2气体；所述空气是指每升培养液每分钟鼓入2.51空气；所述的光/暗为16l/8d连续化培养。
16、上述步骤(2)中，所述的超声波破碎频率20～40khz，功率100～500w，破碎时间5～15min；所述的温度为40～60℃；所述的ph为4.5～6.0；所述的酶为纤维素酶和蛋白酶中的一种或两种；所述的酶浓度0.1～1.5wt％，酶解时间为1～4h，使其充分释放微藻细胞内活性成分。
17、上述步骤(2)中，所述氯仿和甲醇的溶液为1.5～2.5:1(v:v)；所述微波提取微波功率为200～800w，频率为2.45ghz，处理时间为15～30min；所述的滤纸为whatman no.1滤纸；所述的旋转蒸发仪温度设置为50～65℃，转速为100rpm。
18、上述步骤(3)中，所述的sio2前驱体为硅酸钠溶液和硅酸钾溶液中的一种；所述的超声震荡时间为15～30min；所述的稀释浓度为15～20wt％，稀释有助于控制反应速率和产物的均匀性；所述的ph调整为7；步骤(2)制得的微藻活性成分作为还原剂和稳定剂，可以防止纳米粒子的聚集和生长；所述的sio2前驱体溶液与微藻活性成分混合比例为5～10:1(v:m)。
19、上述步骤(3)中，所述的恒温震荡器温度为35～45℃，震荡时间为24～72h，震荡速度为180rpm；所述的高速离心机转速为4000～8000rpm，离心时间10～15min；所述的纯化处理是指使用旋转蒸发仪对过滤后的上清液进行溶剂蒸发，旋转蒸发仪温度设置为50～65℃，转速为100rpm，以去除未反应的前驱体和副产物。
20、上述步骤(4)中，混合比例为0.01～0.15wt％，超声分散时间为4～6h，超声功率为180～200w，超声温度为30～40本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.微藻-SiO2生物基纳米流体抑尘剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述微藻为绿藻；所述BG-11培养基配方包括：1.5g/L NaNO3、0.04g/L K2HPO4·3H2O、0.075g/L MgSO4·7H2O、0.036g/LCaCl2·2H2O、0.006g/L柠檬酸、0.006g/L柠檬酸铁铵、0.001g/L乙二胺四乙酸、0.001g/L2Na-Mg盐、0.02g/L Na2CO3、2.86μg/L H3BO4、1.81μg/L MnCl2·4H2O、0.222μg/LZnSO4·7H2O、0.391μg/L Na2MoO4·2H2O、0.079μg/L CuSO4·5H2O、0.0494μg/L Co(NO3)2·6H2O，培养基pH最终调整为7.4。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述光生物反应器为光照培养箱；所述培养温度使用优化的温度20～30℃；所述光照强度使用优化的光照强度5000～10000lux；所述pH值使用优化的pH7.0
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述超声波破碎频率20～40kHz，功率100～500W，破碎时间5～15min；所述温度为40～60℃；所述pH为4.5～6.0；所述酶为纤维素酶和蛋白酶中的一种或两种；所述酶浓度0.1～1.5wt％，酶解时间为1～4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述氯仿和甲醇的溶液氯仿:甲醇为1.5～2.5:1(V:V)；所述微波提取微波功率为200～800W，频率为2.45GHz，处理时间为15～30min；所述滤纸为Whatman No.1滤纸；所述旋转蒸发仪温度设置为50～65℃，转速为100rpm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述SiO2前驱体为硅酸钠溶液和硅酸钾溶液中的一种；所述超声震荡时间为15～30min；所述稀释浓度为15～20wt％；所述pH调整为7；所述SiO2前驱体溶液与微藻活性成分混合比例为5～10:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述恒温震荡器温度为35～45℃，震荡时间为24～72h，震荡速度为180rpm；所述高速离心机转速为4000～8000rpm，离心时间10～15min；所述纯化处理是指使用旋转蒸发仪对过滤后的上清液进行溶剂蒸发，旋转蒸发仪温度设置为50～65℃，转速为100rpm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述混合比例为0.01～0.15wt％，超声分散时间为4～6h，超声功率为180～200W，超声温度为30～40℃，分散剂为多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂。
9.如权利要求1～8任意一项所述的生物基纳米流体抑尘剂的使用方法为喷施，用量为0.1～0.5公斤/平方米。
...【技术特征摘要】
1.微藻-sio2生物基纳米流体抑尘剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述微藻为绿藻；所述bg-11培养基配方包括：1.5g/l nano3、0.04g/l k2hpo4·3h2o、0.075g/l mgso4·7h2o、0.036g/lcacl2·2h2o、0.006g/l柠檬酸、0.006g/l柠檬酸铁铵、0.001g/l乙二胺四乙酸、0.001g/l2na-mg盐、0.02g/l na2co3、2.86μg/l h3bo4、1.81μg/l mncl2·4h2o、0.222μg/lznso4·7h2o、0.391μg/l na2moo4·2h2o、0.079μg/l cuso4·5h2o、0.0494μg/l co(no3)2·6h2o，培养基ph最终调整为7.4。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述光生物反应器为光照培养箱；所述培养温度使用优化的温度20～30℃；所述光照强度使用优化的光照强度5000～10000lux；所述ph值使用优化的ph7.0～8.0；所述固定碳源每分钟通入10～15ml的co2气体；所述空气每升培养液每分钟鼓入2.51空气；所述光/暗连续化培养时间为16/8h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述超声波破碎频率20～40khz，功率100～500w，破碎时间5～15min；所述温度为40～60℃；所述ph为4.5～6.0；所述酶为纤维素酶和蛋白酶中的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王和堂，李晓娟，杨盼盼，章琦，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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