专利名称：添加纳米竹炭粉的微生物载体及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物载体，具体涉及一种添加纳米竹炭粉的微生物载体及其制备方法和应用。
背景技术：
近年来随着生物制药行业的发展，产生的制药废水越来越多，对环境造成了极大的威胁。生物膜技术是解决我国水环境问题的关键技术。生物膜处理水技术具有简单、方便、不产生二次污染的特点。而固定化细菌技术在生物膜技术中起着重要作用。在固定化细菌技术中细菌以生物载体为寄主，通过细菌的生化反应将废水中有毒或污染的化学物质降解为对环境无害的物质。这个过程是将污水流过一个装载有微生物载体的装置来完成。在进行污水处理时，微生物载体可以有效固定微生物，使得对废水处理效果好，效率高。目前在污水处理行业中使用的微生物载体依然存在比表面积小、固定的微生物量少、处理效率低的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种比表面积大、处理效率高的添加纳米竹炭粉的微生物载体，本发明同时提供了·其制备方法和应用。本发明所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A60-65份；聚醚多元醇B35-40份；聚醚多元醇C20-25份；复合催化剂1.2-1.5份；复合发泡剂10-12份；纳米竹炭粉5-10份；水3-4 份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺、二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1-2:2-3:2-3 ;优选1:2:3。本发明通过将三种催化剂进行复配，提高了反应效率。所述复合发泡剂为1，1，1，3，3-五氟丁烷HFC-365mfc、l，1，1，2_四氟乙烷HFC-134aU, I, I, 3，3-五氟丙烷 HFC_245fa、1，I, I, 2，3，3，3-七氟丁烷 HFC-227、二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1-2:3.5-4:4.5-5:2.5_3:1_2，优选1.5:3.5:4.5:3:1。本发明采用五种发泡剂进行复配，发挥了协同作用，既避免了各个发泡剂的缺陷，也发挥了各个发泡剂的优势，制得的产品发泡效果好。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法，包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应20-30min制得。所述的超声波功率为100-200W，频率为10_12kHz，纳米竹炭粉的粒径为150_180nm。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的应用，是将制得的微生物载体用于制药行业的废水处理。处理时，pH值为5-7，温度为20-25度。本发明的有益效果如下:本发明通过在有机材料中添加纳米竹炭粉，将有机材料和无机材料有机结合，且在超声波条件下进行反应，使得纳米竹炭粉分散均匀，有效地增大了微生物载体的比表面积，比表面积达到410-425m2/m3，提高了处理效率，极大地降低了 COD浓度和BOD浓度，本发明的制备方法简单易行，易于实现。
具体实施例方式以下结合实施例对本发 明做进一步描述。实施例1所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A65份；聚醚多元醇B35份；聚醚多元醇C23份；复合催化剂1.2份；复合发泡剂10份；纳米竹炭粉5份；水3份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3-五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1.5:3.5:4.5:3:1。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应30min制得，超声波功率为150W，频率为10kHz。制得的微生物载体比表面积为418m2/m3，密度为0.89g/m3。实施例2所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A 63份；聚醚多元醇B36份；聚醚多元醇C20份；复合催化剂1.5份；复合发泡剂11份；纳米竹炭粉8份；水4 份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;·
所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为2:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3-五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为
1.8:4:4.5:2.5:2。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应20min制得，超声波功率为100W，频率为12kHz。制得的微生物载体比表面积为410m2/m3，密度为0.90g/m3。实施例3所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A62份；聚醚多元醇B40份；聚醚多元醇C22份；复合催化剂1.5份；复合发泡剂12份；纳米竹炭粉6份；水4 份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为2:3:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3-五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为2:3.6:4.8:2.7:1.5。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应25min制得，超声波功率为200W，频率为IOkHz。制得的微生物载体比表面积为416m2/m3，密度为0.88g/m3。实施例4所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A60份；聚醚多元醇B38份；聚醚多元醇C 25份；复合催化剂1.4份；复合发泡剂11份；纳米竹炭粉5份；水4 份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:3:2 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3-五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1.6:3.8:5:2.8:1.6。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应30min制得，超声波功率为150W，频率为11kHz。制得的微生物载体比表面积为412m2/m3，密度为0.93g/m3。实施例5所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A 65份；
聚醚多元醇B35份；聚醚多元醇C23份；复合催化剂1.2份；复合发泡剂10份；纳米竹炭粉10份；水3.5 份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为2:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3-五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1.6:3.8:5:2.8:1.6。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应20min制得，超声波功率为200W，频率为IOkHz。制得的微生物载体比表面积为422m2/m3，密度为0.91g/m3。实施例6所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A 65份；聚醚多元醇B 35份；聚醚多元醇C23份；复合催化剂1.2份；复合发泡剂10份；纳米竹炭粉7份;水3份； 所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3_五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1.5:3.5:4.5:3:1。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应30min制得，超声波功率为100W，频率为12kHz。制得的微生物载体比表面积为410m2/m3，密度为0.94g/m3。对比例I对比例I中的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A65份；聚醚多元醇B35份；聚醚多元醇C23份；复合催化剂1.2份；复合发泡剂10份；水3份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;
所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3_五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为L 5:3.5:4.5:3:1 ο所述的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，反应30min制得。制得的微生物载体比表面积为350m2/m3，密度为0.98g/m3。对比例2所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A65份；聚醚多元醇B35份；聚醚多元醇C23份；复合催化剂1.2份；复合发泡剂10份；纳米竹炭粉5份；水3份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;
所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3_五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为L 5:3.5:4.5:3:1 ο所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，反应30min制得。制得的微生物载体比表面积为388m2/m3，密度为0.94g/m3。对比例3所述的微生物载体，由如下重量份数的原料制成:聚醚多元醇A 65份；聚醚多元醇B35份；聚醚多元醇C 23份；复合催化剂1.2份；复合发泡剂10份；水3份；所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ;所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为800 ；所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:2:3 ;所述复合发泡剂为1，I, 1，3，3_五氟丁烷、1，I, 1，2_四氟乙烷、1，I, 1，3，3_五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为L 5:3.5:4.5:3:1 ο所述的微生物载体的制备方法包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应30min制得，超声波功率为150W，频率为IOkHz。制得的微生物载体比表面积为369m2/m3，密度为0.95g/m3。将实施例1-6和对比例1-3制得的微生物载体进行处理土霉素制药废水，该废水COD 浓度为 4500-6000mg/L，BOD 浓度为 800_850mg/L。处理时，将好氧菌按照常规操作接种到装有微生物载体的反应器中，进行废水处理时pH值为6，温度为25度。处理效果如下表1:表1 COD、BOD去除效果表
权利要求
1.一种添加纳米竹炭粉的微生物载体，其特征在于由如下重量份数的原料制成: 聚醚多兀醇A 60-65份； 聚醚多元醇B 35-40份； 聚醚多元醇C 20-25份； 复合催化剂1.2-1.5份； 复合发泡剂10-12份； 纳米竹炭粉5-10份； 水3-4份； 所述聚醚多元醇A以丙二醇和一缩二乙 二醇为起始剂，环氧丙烷开环聚合而成，官能度6，数均分子量为900 ;丙二醇和一缩二乙二醇的质量比为1:1 ; 所述聚醚多元醇B以蔗糖和一缩二丙二醇为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为4，数均分子量为700 ;蔗糖和一缩二丙二醇的质量比为1:1 ; 所述聚醚多元醇C以甘油为起始剂，环氧乙烷开环聚合而成，官能度为5，数均分子量为 800 ； 所述复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1-2:2_3:2_3 ； 所述复合发泡剂为1，1，1，3，3-五氟丁烷、1，1，1，2-四氟乙烷、1，I, I, 3，3-五氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1-2:3.5-4:4.5-5:2.5—3:1—2。
2.根据权利要求1所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，其特征在于:复合催化剂为三乙烯二胺、二甲基苄胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，三者之间的质量比为1:2:3。
3.根据权利要求1所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，其特征在于:发泡剂为1，I, 1,3, 3—五氟丁烷、1，I, 1，2-四氟乙烷、1，I, 1,3, 3-五氟丙烷、1，I, 1,2, 3，3，3-七氟丁烷和二氯甲烷的混合物，五者之间的质量比为1.5:3.5:4.5:3:1。
4.一种权利要求1所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法，其特征在于包括如下步骤:将聚醚多元醇A、B、C加入到反应釜中，加入纳米竹炭粉，搅拌均匀后，再依次加入水、复合催化剂和复合发泡剂，在超声条件下反应20-30min制得。
5.根据权利要求4所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的制备方法，其特征在于:超声波功率为100-200W，频率为10-12kHz。
6.一种权利要求1所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的应用，其特征在于:将制得的微生物载体用于处理生物制药废水。
7.根据权利要求6所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体的应用，其特征在于:处理时，pH值为5-7，温度为20-25度。
全文摘要
本发明涉及一种微生物载体，具体涉及一种添加纳米竹炭粉的微生物载体及其制备方法和应用。所述的添加纳米竹炭粉的微生物载体，由如下重量份数的原料制成聚醚多元醇A 60-65份；聚醚多元醇B 35-40份；聚醚多元醇C 20-25份；复合催化剂1.2-1.5份；复合发泡剂10-12份；纳米竹炭粉5-10份；水3-4份；本发明通过在有机材料中添加纳米竹炭粉，将有机材料和无机材料有机结合，且在超声波条件下进行反应，使得纳米竹炭粉分散均匀，有效地增大了微生物载体的比表面积，比表面积达到400-420m2/m3，提高了处理效率，极大地降低了COD浓度和BOD浓度，本发明的制备方法简单易行，易于实现。
文档编号C02F3/34GK103242640SQ20131015350
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者巩健 申请人:淄博职业学院