【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水环境治理与生态修复。具体属于一种强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法。
技术介绍
1、随着水环境治理的不断发展，水体修复的目标已经从单纯的污染物去除，逐渐转向污染防治与生态修复并重的综合性要求。当前，水体修复不仅要关注污染物的有效去除，还需要着重促进水生植物和微生物群落的恢复，这一转变推动了多功能材料在水体治理中的广泛应用。为了满足这一新需求，开发具有多重功能的水处理材料成为重要研究方向。这些新材料不仅能高效去除水中的污染物，还能够恢复和改善水体生态环境，助力水生生物栖息地的重建。
2、麦饭石作为一种天然矿物材料，凭借其优异的物理和化学特性，已经在水体修复领域得到了广泛应用。麦饭石具有较大的比表面积和多孔结构，使其能够通过物理吸附、化学反应及离子交换等机制，高效去除水中的金属离子、富营养物质及有害污染物。此外，麦饭石作为天然矿物，不仅具有较好的生态友好性，且其矿物成分有助于改善水质，促进水生植物的生长，为水生生态系统提供更优越的环境。这些独特优势使得麦饭石在水体污染治理及生态修复中展现出广泛的应用前景。
3、除了其基本的污染物吸附功能外，麦饭石的生态亲和力还为其作为载体负载植物促生菌剂提供了良好的条件，因此近年衍生出了以麦饭石为载体负载菌剂从而形成植物促生药剂的相关研究，麦饭石基植物促生药剂不仅有望提高水污染治理的整体效果，也为生态系统的修复提供了新的思路和技术路径。
4、尽管已有研究通过无机或有机改性手段提高了麦饭石的吸附性能，如申请号为202211134505.8的中国专利申请
5、但在应对更加复杂的水体治理需求时，尤其是在沉水植物恢复领域，仍存在较大的改进空间。尤其是针对麦饭石表面特性的改性研究相对较少，而表面改性后，麦饭石的菌剂负载性能有着显著的提升潜力。目前，现有的改性技术大多集中于增加麦饭石的比表面积来提高其吸附性能，然而，提升其表面活性和选择性，以增强菌剂负载效率，尤其是负载植物促生菌剂的效率，仍然是一个亟待解决的技术难题。
6、因此，针对以上技术问题，开发一种能够有效强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法显得尤为重要。通过表面改性技术，不仅可以改善麦饭石的表面活性和选择性，还能显著提高其对植物促生菌剂的负载效率，从而增强其在复杂水体环境中的表现，使其成为更加有效的生态修复材料。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，以解决天然麦饭石菌剂负载效率低，限制其在水体修复中功能发挥的问题。
2、所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，包括以下步骤：
3、s1、碱活化处理：将麦饭石浸泡于碱溶液中进行碱活化处理，浸泡后进行清洗至清洗液的ph=6.5~7.5，干燥后制得活化麦饭石；
4、s2、表面改性处理：将表面改性剂分散于溶剂中，制得表面改性剂溶液，将步骤s1中制得的活化麦饭石浸泡于所述表面改性剂溶液中，加入酸催化剂，在搅拌条件下进行反应，反应结束后取出反应后的麦饭石并进行清洗和干燥，制得强化负载性能的麦饭石；
5、s3、菌剂负载处理：将对数生长期的植物促生菌使用无菌生理盐水进行稀释，制得植物促生菌稀释液，加入步骤s2中制得的强化负载性能的麦饭石，置于恒温摇床中进行吸附培养，吸附培养结束后分离得到麦饭石菌剂。
6、优选的，所述的麦饭石的粒径为40~100目，既可以保证其在改性过程中拥有足够的比表面积，也可以提高颗粒的均匀性，便于后续步骤的处理。
7、优选的，步骤s1中在碱活化处理前，使用超纯水对麦饭石进行清洗和干燥。清洗可以去除其表面杂质和浮尘，以确保表面清洁，减少后续改性过程中杂质的干扰，干燥是为了确保后续处理的稳定性。
8、进一步优选，所述的干燥的温度为80~120 ℃，时长为6~10 h，直至达到恒重状态。
9、优选的，步骤s1中所述的碱溶液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。碱活化不仅去除了表面杂质，还有效增强了材料的表面负电性和吸附性能。
10、优选的，步骤s1中所述的碱溶液的浓度为0.5~2 mol/l。
11、优选的，步骤s1中，麦饭石与碱溶液的质量比为1：3~1：6。
12、优选的，步骤s1中，所述的碱活化处理的温度为25~50 ℃，时长为2~6 h。
13、优选的，步骤s1中，所述的碱活化处理在转速为300~600 rpm的搅拌状态下进行。
14、优选的，步骤s2中，所述的表面改性剂包括有机硅烷。
15、进一步优选，所述的有机硅烷表面改性剂包括正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。
16、优选的，步骤s2中，所述的溶剂包括甲醇、乙醇或异丙醇。
17、优选的，步骤s2中，所述的表面改性剂溶液中表面改性剂的浓度为2.5wt%~7.5wt%。
18、优选的，步骤s2中，所述的活化麦饭石与表面改性剂溶液的质量比为1：10~1：20。
19、优选的，步骤s2中，所述的酸催化剂包括盐酸、硝酸或冰乙酸。
20、优选的，步骤s2中，所述的反应的温度为50~90 ℃，时长为2~4 h。反应温度和时长具体取决于所选表面改性剂的性质及反应条件。
21、优选的，步骤s2中，所述的干燥的温度为60~80 ℃，以避免改性剂功能基团的分解。
22、优选的，步骤s3中，所述的植物促生菌包括恶臭假单胞菌、耐寒短杆菌或简单近芽孢杆菌。
23、优选的，步骤s3中，所述的稀释后植物促生菌的浓度为1×106~1000×106cfu/ml。
24、优选的，步骤s3中，所述的强化负载性能的麦饭石与所述的植物促生菌稀释液的质量比为1：5~1：10。
25、优选的，步骤s3中，所述的吸附培养的恒温温度为25~35 ℃，转速为200~500 rpm，时长为12~24 h。
26、一种麦饭石菌剂，通过所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法制得。
27、相较于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
28、（1）本专利技术通过对麦饭石的精确表面改性处理，显著提高了麦饭石作为菌剂载体的吸附能力和负载稳定性；通过优化了表面改性工艺（如烘干温度、改性剂浓度、反应时间等关键参数），确保菌剂在麦饭石表面的均匀附着和稳定存在，从而增强了其作为植物促生颗粒的应用效果。
29、（2）本专利技术采用麦饭石作为载体，结合植物促生菌剂，能有效提升其在水体和土壤中的活性与稳定性，进而加速生态修复过程。表面改性处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S1中所述的麦饭石的粒径为40~100目。
3.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S1中在碱活化处理前，使用超纯水对麦饭石进行清洗和干燥。
4. 根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S1中所述的碱溶液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；步骤S1中所述的碱溶液的浓度为0.5~2 mol/L；步骤S1中，麦饭石与碱溶液的质量比为1：3~1：6；步骤S1中，所述的碱活化处理的温度为25~50 ℃，时长为2~6 h；步骤S1中，所述的碱活化处理在转速为300~600 rpm的搅拌状态下进行。
5.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S2中，所述的表面改性剂包括有机硅烷。
6.根据权利要求5所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，所述的有机硅烷包括正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷或甲
7.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S2中，所述的表面改性剂溶液中表面改性剂的浓度为2.5%~7.5%；步骤S2中，所述的活化麦饭石与表面改性剂溶液的质量比为1：10~1：20。
8. 根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S2中，所述的酸催化剂包括盐酸、硝酸或冰乙酸；步骤S2中，所述的反应的温度为50~90 ℃，时长为2~4 h；步骤S2中，所述的干燥的温度为60~80 ℃。
9. 根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤S3中，所述的植物促生菌包括恶臭假单胞菌、耐寒短杆菌或简单近芽孢杆菌；步骤S3中，所述的稀释后植物促生菌的浓度为1×106~1000×106 CFU/mL；步骤S3中，所述的强化负载性能的麦饭石与所述的植物促生菌稀释液的质量比为1：5~1：10；步骤S3中，所述的吸附培养的恒温温度为25~35 ℃，转速为200~500 rpm，时长为12~24 h。
10.一种麦饭石菌剂，其特征在于，所述的麦饭石菌剂由权利要求1~9任一所述的麦饭石菌剂的负载性能的强化改性方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤s1中所述的麦饭石的粒径为40~100目。
3.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤s1中在碱活化处理前，使用超纯水对麦饭石进行清洗和干燥。
4. 根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤s1中所述的碱溶液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；步骤s1中所述的碱溶液的浓度为0.5~2 mol/l；步骤s1中，麦饭石与碱溶液的质量比为1：3~1：6；步骤s1中，所述的碱活化处理的温度为25~50 ℃，时长为2~6 h；步骤s1中，所述的碱活化处理在转速为300~600 rpm的搅拌状态下进行。
5.根据权利要求1所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，步骤s2中，所述的表面改性剂包括有机硅烷。
6.根据权利要求5所述的强化麦饭石菌剂负载性能的改性方法，其特征在于，所述的有机硅烷包括正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文峰，洪梓效，潘桂林，林红星，徐扬帆，李世汨，万沙，夏新星，张洋，盛又聪，张旭，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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