本发明涉及一种新型复合纳米生物材料用于去除废水中的重金属的制备方法，属于水处理技术领域。
背景技术：
随着工农产业的迅猛发展，排放重金属废弃物数量超过环境自净能力，使生态景观恶化、水生物丧失生命、人类饮水源污染、周围环境质量下降并影响人体健康等，这一系列环境污染问题的频频出现，给人们敲响了警钟，提醒人们环境污染是目前丞待解决的全球性难题。重金属具有强稳定性，难收集和毒性大等特点，不仅恶化土壤的组成，结构和功能，还能通过不同渠道严重危害人体健康。因此，处理重金属污染工作受到国内外研究家们的高度重视，成为了科学研究领域的重要研究内容。所示，重金属流入水体和土壤，以及挥发至大气层中，紧接着通过呼吸道、植物和食物等渠道摄入人体，危害人体健康。我发明了一种新型复合纳米生物材料用于处理受重金属污染废水有着不错的效果。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种新型复合纳米生物材料用于去除废水中的重金属的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型复合纳米生物材料，其制备方法包括以下步骤：
步骤1、首先称取一定量磷矿粉于烧杯中，然后加入无水乙醇、去离子水和冰醋酸，开启磁力搅拌至磷矿粉完全溶解后，即得A液；
步骤2、取氧化镧加入到盛有无水乙醇的烧杯中，磁力搅拌混合均匀，即得B液；
步骤3、在磁力搅拌下，用注射器一滴一滴的将A液缓慢滴加到B液中，滴加完毕后得到均匀透明的溶胶，然后将其置于空气中陈化24h即得凝胶；
步骤4、然后在氮气氛围下超声波震荡处理5h；
步骤5、将凝胶置于鼓风干燥箱中，110℃烘干，得到干凝胶；
步骤6、将干凝胶研磨成粉末状，置于马弗炉中于在30％氮气+70％氧气氛围下，时间为180分钟，温度600℃，0.5MPa，得到磷修饰的纳米氧化镧；
步骤7、复合纳米生物材料的培养基的制备，其配方为(L-1)：11.5g葡萄糖，0.23g酒石酸铵，1.8g无水丙酸钠，0.5gNaH2PO4，0.06gMgSO4·7H2O，0.08gCaCl2，0.002g生物素，0.002g叶酸；
步骤8、配制一定量5％的海藻酸钠溶液和3％的氯化钙溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入磷修饰的纳米氧化镧，加热并搅拌均匀，用纱布包好；
步骤9、将培养液，海藻酸钠溶液，氯化钙溶液，棉签，枪头等置于灭菌锅在115℃下高压蒸汽灭菌90min，同时将黄青霉平板置于摇床内活化30min，并打开洁净台表面灭菌30min；
步骤10、先配制一定量的黄青霉菌悬液，然后将其与加入了磷修饰的纳米氧化镧的海藻酸钠溶液按体积比1∶2混合，搅拌均匀；用5ml注射器将其一滴一滴的滴入氯化钙溶液中，即生成海藻酸钙包埋小球，将得到的包埋小球继续置于氯化钙溶液中硬化4h，以提高其硬度，然后过滤取出并用去离子水冲洗若干次。最后将洗净的包埋小球等量分装到装有培养液的锥形瓶中；
步骤11、将装入了包埋小球的三角锥形瓶置于50℃的恒温摇床在360r/min内，振荡培养108小时，过滤，即得到纳米级复合生物材料，然后制样过筛30-40目。
有益效果：本发明一种新型复合纳米生物材料用于去除受废水中的重金属，本发明的复合纳米生物材料比一般纳米材料有着更大的比表面积，比单一有机，无机纳米材料有着更加优异的物理化学性质，通过协同作用能够更好的吸附水中的重金属离子，还可以将水中重金属离子转化成沉淀物沉淀下来，再通过超声波，磁力搅拌等操作可以使复合纳米生物材料的骨架纳米氧化镧的机械强度增加，孔道更加规则，催化效果更好。再通过不同气氛下煅烧，使复合纳米生物材料的物化性质进一步改善能够使其适应不同环境，也能将孔道里的杂质更加彻底的煅烧清除。其中氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，沸石粉20g，20浊度的黄青菌悬液，无水乙醇20ml，去离子水140ml，冰醋酸30ml，配制的溶液根据步骤配制；以及制取氧化镧与沸石粉质量比2∶24，40浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧2g，磷矿粉24g，40浊度的黄青菌悬，液无水乙醇24ml，去离子水168ml，冰醋酸36ml，配制的溶液根据步骤配制。这两种比例下制得的复合纳米生物材料用于去除受废水中的重金属效果最好。
具体实施方式
实施例1制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，沸石粉20g，20浊度的黄青菌悬液，无水乙醇20ml，去离子水140ml，冰醋酸30ml，配制的溶液根据步骤配制。
步骤1、首先称取一定量磷矿粉于烧杯中，然后加入无水乙醇、去离子水和冰醋酸，开启磁力搅拌至磷矿粉完全溶解后，即得A液；
步骤2、取氧化镧加入到盛有无水乙醇的烧杯中，磁力搅拌混合均匀，即得B液；
步骤3、在磁力搅拌下，用注射器一滴一滴的将A液缓慢滴加到B液中，滴加完毕后得到均匀透明的溶胶，然后将其置于空气中陈化24h即得凝胶；
步骤4、然后在氮气氛围下超声波震荡处理5h；
步骤5、将凝胶置于鼓风干燥箱中，110℃烘干，得到干凝胶；
步骤6、将干凝胶研磨成粉末状，置于马弗炉中于在30％氮气+70％氧气氛围下，时间为180分钟，温度600℃，0.5MPa，得到磷修饰的纳米氧化镧；
步骤7、复合纳米生物材料的培养基的制备，其配方为(L-1)：11.5g葡萄糖，0.23g酒石酸铵，1.8g无水丙酸钠，0.5gNaH2PO4，0.06gMgSO4·7H2O，0.08gCaCl2，0.002g生物素，0.002g叶酸；
步骤8、配制一定量5％的海藻酸钠溶液和3％的氯化钙溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入磷修饰的纳米氧化镧，加热并搅拌均匀，用纱布包好；
步骤9、将培养液，海藻酸钠溶液，氯化钙溶液，棉签，枪头等置于灭菌锅在115℃下高压蒸汽灭菌90min，同时将黄青霉平板置于摇床内活化30min，并打开洁净台表面灭菌30min；
步骤10、先配制一定量的浊度的黄青菌悬液，然后将其与加入了磷修饰的纳米氧化镧的海藻酸钠溶液按体积比1∶2混合，搅拌均匀；用5ml注射器将其一滴一滴的滴入氯化钙溶液中，即生成海藻酸钙包埋小球，将得到的包埋小球继续置于氯化钙溶液中硬化4h，以提高其硬度，然后过滤取出并用去离子水冲洗若干次，最后将洗净的包埋小球等量分装到装有培养液的锥形瓶中；
步骤11、将装入了包埋小球的三角锥形瓶置于50℃的恒温摇床在360r/min内，振荡培养108小时，过滤，即得到纳米级复合生物材料，然后制样过筛30-40目。
实施例2制取氧化镧与磷矿粉质量比2∶24，40浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧2g，磷矿粉24g，40浊度的黄青菌悬液，无水乙醇24ml，去离子水168ml，冰醋酸36ml，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例3制取氧化镧与磷矿粉质量比2∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧2g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例4制取氧化镧与磷矿粉质量比4∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧4g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例5制取氧化镧与磷矿粉质量比6∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧6g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例6制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶22，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉22g，20浊度的黄青菌悬液，无水乙醇22ml，去离子水154ml，冰醋酸33ml其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例7制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶24，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉24g，20浊度的黄青菌悬液，无水乙醇24ml，去离子水168ml，冰醋酸36ml其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例8制取氧化镧与磷矿粉质量比2∶24，30浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧2g，磷矿粉24g，30浊度的黄青菌悬液，无水乙醇24ml，去离子水168ml，冰醋酸36ml其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例9制取氧化镧与磷矿粉质量比2∶24，50浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧2g，2磷矿粉4g，50浊度的黄青菌悬液，无水乙醇24ml，去离子水168ml，冰醋酸36ml其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例10制取氧化镧与磷矿粉质量比2∶24，60浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉24g，60浊度的黄青菌悬液，无水乙醇24ml，去离子水168ml，冰醋酸36ml，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例11制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，30浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，2磷矿粉0g，30浊度的黄青菌悬液，无水乙醇20ml，去离子水140ml，冰醋酸30ml，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例12制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，40浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，40浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例13制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，50浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，50浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
实施例14制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，60浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，60浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例1制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，采用机械搅拌不用磁力搅拌，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例2制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，不经过超声波震荡处理，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例3制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，不用混合气煅烧，采用单一空气氛围煅烧，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例4制取氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，20浊度的黄青菌悬液，不进行包埋小球置于氯化钙溶液中硬化操作，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例5制取不加入磷矿粉样。氧化镧1g，20浊度的黄青菌悬液，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
对照例6制取不和生物质复合的样。氧化镧1g，磷矿粉20g，除去与生物质复合的一系列操作，其他原料用量，操作步骤跟实施例1一样。
试验方法
按1L受重金属污染的水的加入0.05g我制备的复合纳米级生物材料，还有一组空白组不加入我制备的复合纳米级生物材料。
表一12h以后检测加入复合纳米级生物材料污染水中的重金属含量
实验结果表明：可以发现实施例1，2制备的复合纳米生物材料用于去除受废水中的重
金属效果最好，说明氧化镧与磷矿粉质量比1∶20，20浊度的黄青菌悬液的样，以及氧化镧与磷矿粉质量比2∶24，40浊度的黄青菌悬液的样，内部各部分之间的协同作用最好对去除污染水中的重金属效果最佳。其它比例下制得的复合纳米生物材料用于去除废水中的重金属效果一般。对比实施例1，对比例1，2，3，4可以发现。不进行磁力搅拌，超声波，不同气氛下煅烧，不进行包埋小球置于氯化钙溶液中硬化操作制得的复合纳米生物材料用于去除废水中的重金属效果不好。对比实施例1，对比例5，6可以发现不加入磷矿粉，或者不与生物质复合制得的纳米材料用于去除废水中的重金属效果不好。