專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型吸附樹(shù)脂的制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及吸附劑和環(huán)境技術(shù)的領(lǐng)域，特別地涉及到新型吸附樹(shù)脂，尤其是載有 微生物的吸附樹(shù)脂的制備方法及其應(yīng)用于有機(jī)廢氣的吸附凈化。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種污染問(wèn)題日益突出。在化工、塑料、膠粘劑生產(chǎn)和 噴涂等加工過(guò)程中，產(chǎn)生了大量含揮發(fā)性有機(jī)化合物的有機(jī)廢氣，如未經(jīng)處理排入大氣，在 一定條件下會(huì)形成光化學(xué)污染，造成嚴(yán)重的大氣污染；而且該類(lèi)化合物大多具有毒性，部分 已被列為致癌物質(zhì)，如甲醛、氯乙烯、苯、多環(huán)芳烴等，其對(duì)環(huán)境、動(dòng)植物的生長(zhǎng)和人類(lèi)健康 造成極大的危害。有機(jī)廢氣的污染是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。有機(jī)廢氣治理有多種技術(shù)措施，通過(guò)不同途徑減少石油損耗、減少有機(jī)溶劑用量 或排氣凈化以消除有機(jī)廢氣污染。目前常用的方法有吸附法、吸收法、催化燃燒法、熱力燃 燒法、生物法等。活性炭吸附是目前使用最為普遍的有機(jī)廢氣處理方法，吸附效率高，處理效果好， 對(duì)含苯、甲苯、二甲苯類(lèi)廢氣具有良好的吸附性能，但對(duì)烴類(lèi)廢氣吸附性較差。但活性炭吸 附再生困難、運(yùn)行成本高、不適合處理濕度大的有機(jī)廢氣，這是阻礙活性炭吸附法使用的瓶 頸，而且就活性炭本身的性質(zhì)而言，這個(gè)弱點(diǎn)是無(wú)法克服的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于采用新型的復(fù)合型樹(shù)脂，其具有雙親性能，可以同時(shí)作為高吸水 劑和吸油劑使用，該樹(shù)脂具有長(zhǎng)的使用壽命，可循環(huán)利用。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為—種新型吸附樹(shù)脂的制備方法，包括以下工藝步驟(1)制備親水凝膠顆粒將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解， 冷卻至室溫，加入高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇得混合液，將所述的混合液滴加到氯化鈣溶 液中制成珠狀顆粒凝膠粒；(2)制備多孔結(jié)構(gòu)的親水凝膠顆粒將步驟⑴所述的凝膠粒加熱，得多孔凝膠 粒；(3)制備載有微生物的新型吸附樹(shù)脂將步驟(2)所述的多孔凝膠粒于85°C，干燥 15min，冷卻，投放入酵母菌懸液中，搖床培養(yǎng)24小時(shí)，得載有微生物的新型吸附樹(shù)脂。所述步驟(1)還包括將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷 卻至室溫，再加入碳酸氫鈉、聚乙二醇，再加入高嶺土，攪拌使其溶解，最后用與針頭相連的 注射器吸取，通過(guò)1. 5 2. Omm的小孔，以恒定的速度滴到盛有10%氯化鈣溶液的平皿中制 成凝膠珠，同時(shí)利用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，使海藻酸鈉與交聯(lián)劑接觸均勻。所述步驟(2)包括(21)用純凈水洗去凝膠粒表面的鈣離子；
(22)將凝膠粒放入盛有一定水量的容量瓶中并密封于121°C高壓滅菌lOmin，得 到多孔凝膠粒。所述步驟(3)還包括將分離純化的酵母菌菌株用接種接種于裝有IOOmlYDP培養(yǎng) 基的250ml的三角瓶中30°C，160rpm搖床培養(yǎng)72h，得到酵母菌懸液。 所述氯化鈣溶液的濃度為5-10%，其中優(yōu)選5%所述海藻酸鈉、高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇重量比為海藻酸鈉 3.20%高嶺土2%碳酸氫鈉 6%聚乙二醇一種上述制備方法制得的新型吸附型樹(shù)脂應(yīng)用于有機(jī)廢氣的吸附。技術(shù)原理本發(fā)明采用海藻酸鈉作為微生物的固定化試劑，由a-L_甘露糖醛酸(M單元)與 b-D-古羅糖醛酸(G單元)依靠1，4_糖苷鍵連接并由不同GGGMMM片段組成的共聚物，其 溶液可以與很多二價(jià)和三價(jià)陽(yáng)離子反應(yīng)形成凝膠；凝膠可以在室溫下形成，加熱也不融化； 將海藻酸鈉與氯化鈣交聯(lián)，可制得高吸水樹(shù)脂，碳酸氫鈉在高溫條件下分解，可使此吸水樹(shù) 脂形成多孔性顆粒，利于酵母菌在其中生長(zhǎng)和繁殖。本發(fā)明采用海藻酸鈉作為載體的原材 料，其與微生物具有穩(wěn)定地粘合，以及其本身具有親水性，此外，海藻酸鈉價(jià)格低廉且易得， 并且將其作為載體對(duì)微生物的生長(zhǎng)無(wú)抑制作用，對(duì)微生物的生長(zhǎng)提供了一個(gè)最好的條件。 海藻酸鈉制備而成的載體的硬度和受力強(qiáng)度是非常高的，但是由于其內(nèi)部的具有多孔結(jié) 構(gòu)，并且孔與外界相通，從而使得凝膠粒變得柔軟而且失去了彈性。本發(fā)明加入不溶于水的 固體顆粒，起到支架的作用，從而使得凝膠粒變成具有一定強(qiáng)度的顆粒。本發(fā)明采用了 NaHC03作為致孔劑，其對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響最小，而且與凝膠粒上 的其他物質(zhì)不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，保證凝膠粒的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用聚乙二醇作為分散劑，使得凝膠粒的發(fā)泡過(guò)程中，致孔劑均勻分布，同 時(shí)其他像增強(qiáng)劑等物質(zhì)也能夠分布均勻，從而得到孔分布均勻，強(qiáng)度大小相當(dāng)?shù)哪z顆粒。發(fā)明的有益效果本發(fā)明的吸附樹(shù)脂具有雙親性能，即疏水親油性和親水性，同時(shí)作為搞吸油劑和 高吸水劑使用，作為高吸油劑能吸附有機(jī)廢氣的疏水性成分如苯、甲苯、二甲苯等，作為高 吸水劑能吸收親水性的成分，可以固定化具有廢氣降解功能的酵母菌或其他微生物，從而 使得廢氣中的有機(jī)污染物被吸附后供微生物充分分解利用，具有有機(jī)廢氣吸附+生物降解 一體化處理的雙重功能。在過(guò)去的有機(jī)廢氣吸附工藝中，吸附劑的選用往往是一個(gè)重要的問(wèn)題，因?yàn)楸仨?考慮到它的吸附容量、使用壽命等因素。本發(fā)明的新型樹(shù)脂是一種永久性的吸附樹(shù)脂，無(wú) 需再生、可以循環(huán)利用，有機(jī)廢氣被吸附到樹(shù)脂上，由附著生長(zhǎng)在樹(shù)脂孔內(nèi)的微生物進(jìn)行吸 收，并將其轉(zhuǎn)化成無(wú)害的產(chǎn)物，真正解決了現(xiàn)階段工藝中吸附劑壽命短，更換困難的問(wèn)題。 將降解酵母或其他微生物固定化培養(yǎng)在樹(shù)脂中，即可代替活性炭用于廢氣的吸附+降解處 理，徹底解決活性炭再生難使用成本高的問(wèn)題。下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本實(shí)施例提供了一種新型型吸附樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟1、酵母菌懸液的制備在無(wú)菌條件下，將分離純化的酵母菌菌株用接種環(huán)分別接種于裝有IOOml篩選培 養(yǎng)基的250ml的三角瓶中，本實(shí)施例采用的是YDP培養(yǎng)基，30°C，160rpm搖床培養(yǎng)72h，得到 需要的酵母菌懸液。2、凝膠粒的制備稱(chēng)取3. 2g海藻酸鈉于小燒杯中，加無(wú)菌水少許，調(diào)成糊狀，再加入其余的水(總量 為100ml)，再按照YDP培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分的比例加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，火上加溫至熔化，冷卻至常 溫，再加入聚乙二醇和NaHC03，為了增加凝膠粒的強(qiáng)度，此后再加入高嶺土或者碳酸鈣，攪 拌使其溶解，最后用與針頭相連的注射器吸取，通過(guò)1. 5 2. Omm的小孔，以恒定的速度滴 到盛有10% CaCl2 (交聯(lián)劑)溶液的平皿中制成凝膠珠，同時(shí)利用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，使 海藻酸鈉與交聯(lián)劑接觸均勻，交聯(lián)迅速，避免致孔劑的反應(yīng)造成凝膠粒的爆破。3、多孔結(jié)構(gòu)的形成將制備好的凝膠粒用純凈水沖洗幾次，目的是洗去凝膠粒表面的鈣離子，再將其 投入裝有純凈水的錐形瓶?jī)?nèi)，然后放入滅菌鍋滅菌，滅菌溫度和時(shí)間分別為12rC、10min。 由于凝膠粒的制備時(shí)加入了致孔劑，所以在高溫滅菌過(guò)程中，致孔劑會(huì)發(fā)生反應(yīng)，使凝膠粒 長(zhǎng)成多孔結(jié)構(gòu)。4、酵母菌進(jìn)入凝膠?？變?nèi)生長(zhǎng)將多孔結(jié)構(gòu)的凝膠粒從錐形瓶中取出，將其放入烘箱進(jìn)行干燥，溫度為85°C，干燥 15min。再將其投放入酵母菌懸液中，搖床30°C培養(yǎng)24小時(shí)。實(shí)施例2-9與實(shí)施例1基本相同，其區(qū)別在于海藻酸鈉、高嶺土、CaC03、NaHC03、 聚乙二醇五種成分的重量比不同及采用不同濃度的CaC12濃度，見(jiàn)表1。表1各實(shí)施例的原料組成
權(quán)利要求
1.一種新型吸附樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟(1)制備親水凝膠顆粒將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷卻 至室溫，加入高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇得混合液，將所述的混合液滴加到氯化鈣溶液中 制成珠狀顆粒凝膠粒；(2)制備多孔結(jié)構(gòu)的親水凝膠顆粒將步驟(1)所述的凝膠粒加熱，得多孔凝膠粒；(3)制備載有微生物的新型吸附樹(shù)脂將步驟(2)所述的多孔凝膠粒于85°C，干燥 15min，冷卻，投放入酵母菌懸液中，搖床培養(yǎng)24小時(shí)，得載有微生物的新型吸附樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型吸附樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)還包 括將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷卻至室溫，再加入碳酸氫 鈉、聚乙二醇，再加入高嶺土，攪拌使其溶解，最后用與針頭相連的注射器吸取，通過(guò)1.5 2. Omm的小孔，以恒定的速度滴到盛有10%氯化鈣溶液的平皿中制成凝膠珠，同時(shí)利用磁 力攪拌器進(jìn)行攪拌，使海藻酸鈉與交聯(lián)劑接觸均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型吸附樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)包括(21)用純凈水洗去凝膠粒表面的鈣離子；(22)將凝膠粒放入盛有一定水量的容量瓶中并密封于121°C高壓滅菌lOmin，得到多 孔凝膠粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型吸附樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)還 包括將分離純化的酵母菌菌株用接種接種于裝有IOOmlYDP培養(yǎng)基的250ml的三角瓶中 300C，160rpm搖床培養(yǎng)72h，得到酵母菌懸液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型吸附樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述氯化鈣溶液的 濃度為5-10%，其中優(yōu)選5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型吸附樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述海藻酸鈉、高嶺 土、碳酸氫鈉、聚乙二醇重量比為海藻酸鈉 3.20%高嶺土2%碳酸氫鈉 6%聚乙二醇
7.一種由權(quán)利要求1所述新型吸附樹(shù)脂的制備方法制得的新型吸附型樹(shù)脂應(yīng)用于有 機(jī)廢氣的吸附。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型吸附樹(shù)脂的制備方法，包括以下工藝步驟(1)將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷卻至室溫，加入高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇得混合液，滴加到氯化鈣溶液中制成凝膠粒；(2)將凝膠粒加熱，得多孔凝膠粒；(3)將多孔凝膠粒于85℃，干燥15min，冷卻，投放入酵母菌懸液中，培養(yǎng)，得載有微生物的新型吸附樹(shù)脂。本發(fā)明樹(shù)脂具有吸油和吸水雙重性能，并以海藻酸鈉制成的多孔凝膠粒作為微生物載體，在有機(jī)廢氣處理應(yīng)用中，將吸附和生物處理有機(jī)地結(jié)合，可循環(huán)利用，無(wú)需再生處理，節(jié)省成本和運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號(hào)B01D53/72GK102091603SQ201010624058
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者賓麗英, 賓麗萍 申請(qǐng)人:賓麗萍