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1、(10)申请公布号 CN 102965312 A(43)申请公布日 2013.03.13CN102965312A*CN102965312A*(21)申请号 201210466119.9(22)申请日 2012.11.19CCTCC M2012302 2012.07.30C12N 1/20(2006.01)C12N 1/04(2006.01)C02F 3/34(2006.01)C12R 1/38(2006.01)C02F 101/20(2006.01)(71)申请人湖南大学地址 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号(72)发明人罗胜联 李晓洁 陈亮 万勇陈觉梁 刘承斌(74)专利代理机构。
2、长沙市融智专利事务所 43114代理人袁靖(54) 发明名称一种提高细菌重金属吸附能力的修饰方法、吸附剂及其应用(57) 摘要本发明提供了一种提高细菌重金属吸附能力的修饰方法、吸附剂及其应用。该方法采用戊二醛作为交联剂，将聚烯丙基胺盐酸盐（PAA/HCl）连接到植物内生菌Pseudomonas sp.LK9菌体表面上，使其表面带有大量的氨基，从而提高其对重金属吸附效果。得到的吸附剂对重金属Pb2+、Cd2+、Cu2+的最大吸附量分别为269.9mg/g、145.0mg/g和148.0mg/g，比未修饰的LK9吸附剂分别增加了192.98mg/g、121.85mg/g和128.35mg/g。本发。
3、明具有方法简单，操作简便，吸附效果显著、快速，环保等特点，在重金属污染水处理方面具有很大的应用潜力。(83)生物保藏信息(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页1/1页21.一种提高细菌重金属吸附能力的修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：配制聚烯丙基胺盐酸盐溶液，调节其pH为碱性，将细菌冻干粉加入到聚烯丙基胺盐酸盐溶液中，搅拌后加入戊二醛，继续搅拌，从而完成对细菌的表面修饰，所述的细菌为植物内生菌Pseudomonas sp.LK9，保藏编号为CCTCC M 2012302。
4、。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，修饰前，将植物内生菌Pseudomonassp.LK9用LB培养基富集培养12h，离心，用去离子水洗涤2次，用冷冻干燥器冻干至恒重，得细菌冻干粉。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚烯丙基胺盐酸盐溶液浓度为5g/L，调节其pH为9-12。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，植物内生菌Pseudomonas sp.LK9冻干粉加入量为10g每升聚烯丙基胺盐酸盐溶液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入戊二醛，使之在溶液中的质量浓度保持在0.25%0.375%之间。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入戊二醛之前和之后。
5、的搅拌时间至少为2h。7.一种吸附重金属的微生物吸附剂，其特征在于，是将权利要求1-6任一项所述的方法修饰得到的产物冷冻干燥至恒重制备而成的。8.权利要求7所述的吸附重金属的微生物吸附剂的应用方法，其特征在于，所述的微生物吸附剂处理重金属污染废水时，废水的pH值为2-7。9.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，处理废水中重金属Cu2+和/或Pb2+时，废水pH值为5-6，处理Cd2+时，废水pH值为6-7。10.根据权利要求8或9所述的应用方法，其特征在于，所述的微生物吸附剂剂量为1g/L重金属废水；微生物吸附剂的吸附时间为5-120min。权 利 要 求 书CN 102965312 A。
6、1/3页3一种提高细菌重金属吸附能力的修饰方法、 吸附剂及其应用技术领域 ：0001 本发明涉及重金属水体污染修复领域，具体涉及一种在细菌菌体表面修复官能团的方法，将修饰后的菌体制备成的细菌吸附剂能够快速、高效地去除水体中重金属。背景技术 ：0002 众所周知，水资源是生物生存最重要的资源之一，然而，随着工业的快速发展，水污染愈发严重。其中，重金属污染是水污染最严重的问题之一。重金属水污染主要来源于各种各样的工业废水废弃物的排放，例如采矿业、冶金业、冶炼业、电镀、以及陶瓷、电器、农药生产等，在这些工业生产过程中向水体排放了大量以不同化合物形式存在的铅、镉、铜、铬、镍、汞等有毒有害重金属物质。处。
7、理水重金属污染主要包括化学、物理、生物技术。一些比较传统的处理方法例如化学沉淀、离子交换、膜技术、电化学处理、活性炭吸附等，但这些方法在处理过程中存在着产生对较低浓度处理无效如化学沉淀法、费用过高如膜技术以及活性炭吸附等等缺陷。0003 近年来，利用生物材料处理重金属污染受到了极大的关注，其中一个重要的方法是生物吸附法。利用微生物材料作为重金属吸附剂具有来源丰富、成本低、操作简便、快速、吸附效果好、能重复利用等优点。生物吸附法的一个重要挑战就是寻找能够高效处理污染并且费用低廉的生物材料，另外一个就是利用化学处理或修饰方法处理生物表面，增强其吸附效果。发明内容 ：0004 本发明克服现有技术的不。
8、足，提供了一种新的在植物内生细菌表面修饰官能团的方法以及由该方法制备得到的吸附剂和该吸附剂的应用方法，该吸附剂能够有效提高植物内生菌对重金属污染废水中Cd2+、Cu2+、Pb2+的处理效果。本发明操作简单、经济、安全，并能有效处理重金属污染废水。0005 一种提高细菌重金属吸附能力的修饰方法，包括以下步骤：配制聚烯丙基胺盐酸盐的溶液，调节其pH为碱性，将细菌冻干粉加入到聚烯丙基胺盐酸盐溶液中，搅拌后加入戊二醛，继续搅拌，从而完成对细菌的表面修饰，所述的细菌为植物内生菌Pseudomonas sp.LK9，保藏编号为CCTCC M 2012302。0006 上述方法中修饰前，将植物内生菌Pseu。
9、domonas sp.LK9用LB培养基富集培养12h，离心，用去离子水洗涤2次，用冷冻干燥器冻干至恒重，得细菌冻干粉。0007 所述聚烯丙基胺盐酸盐溶液浓度为5g/L，调节其pH为9-12。0008 上述植物内生菌Pseudomonas sp.LK9冻干粉加入量为10g每升聚烯丙基胺盐酸盐溶液。0009 上述方法中加入戊二醛，使之在溶液中的质量浓度保持在0.25%0.375%之间。0010 上述方法中加入戊二醛之前和之后的搅拌时间至少为2h。说 明 书CN 102965312 A2/3页40011 一种吸附重金属的微生物吸附剂，是将上述的方法修饰得到的产物冷冻干燥至恒重制备而成的。0012 。
10、上述的吸附重金属的微生物吸附剂处理重金属污染废水时，废水的pH值为2-7。0013 具体是首先调节重金属污染废水pH，往重金属污染废水中投加所述的微生物吸附剂，震荡后过滤或沉淀收集吸附剂，完成对重金属污染废水的处理。0014 处理废水中重金属Cu2+和/或Pb2+时，废水pH值优选为5-6，处理Cd2+时，废水pH值优选为6-7。0015 所述的微生物吸附剂剂量为1g/L重金属废水；微生物吸附剂的吸附时间为5-120min。优选为30-60min。0016 本发明所述的植物内生菌Pseudomonas sp.LK9，保藏编号为CCTCC M 2012302；并已申请专利，申请号为：201210。
11、295180.1。0017 本发明的原理及优势为：利用戊二醛作为交联剂，将聚烯丙基胺盐酸盐（PAA/HCl）连接到微生物材料植物内生菌Pseudomonas sp.LK9表面上，使其表面带有大量的氨基官能团，从而大大提高其去除重金属能力。与传统的吸附剂相比，本发明的微生物吸附剂具有修饰方法简单，操作简便，对重金属去除效果突出、快速、能重复利用等优点。附图说明 ：0018 图1为不同戊二醛浓度对PAA修饰LK9效果的影响；0019 图2为本发明吸附剂分别对重金属Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附量与时间的关系图；0020 图3为本发明吸附剂与无修饰LK9吸附剂吸附不同浓度重金属Pb2+效果对比图。
12、；0021 图4为本发明吸附剂与无修饰LK9吸附剂吸附重金属Cd2+效果对比图；0022 图5为本发明吸附剂与无修饰LK9吸附剂吸附重金属Cu2+效果对比图。具体实施方式 ：0023 以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。0024 实施例10025 1、本发明吸附剂的制备：0026 （1）准备未修饰植物内生菌Pseudomonas sp.LK9菌体0027 首先用LB培养基大量培养植物内生菌Pseudomonas sp.LK912h，离心收集菌体，用去离子水洗涤2-3次，用冷冻干燥法获得植物内生菌Pseudomonas sp.LK9冻干粉。0028 （2）修饰内生菌Pseudom。
13、onas sp.LK9菌体0029 首先探讨了戊二醛浓度对PAA修饰LK9效果的影响：配制5g/L PAA/HCl溶液，调节其pH为9-12，将植物内生菌Pseudomonas sp.LK9冻干粉按照10g每升聚烯丙基胺盐酸盐溶液加入到PAA/HCl碱性溶液中，搅拌2h，加入不同体积25%的戊二醛，使其戊二醛含量为0.25%、0.375%、0.5%、1%、1.5%、2%，继续搅拌2h，去离子水洗涤2次，冷冻干燥至恒重。将用不同量戊二醛处理的吸附剂用于吸附180mg/L的重金属Pb2+溶液。由此实验得出最优戊二醛浓度为0.25%-0.375%，戊二醛浓度超过0.375%其修饰后产物对重金属的吸附。
14、效果下降（见附图1）。0030 2、吸附剂及未修饰LK9对重金属Cd2+、Cu2+、Pb2+的吸附实验说 明 书CN 102965312 A3/3页50031 首先分别调节含Cd2+、Cu2+、Pb2+重金属污染废水pH，往重金属污染废水投加本发明生物吸附剂或未修饰LK9，剂量为1g/L，震荡5-120min，后过滤或沉淀收集吸附剂，完成对重金属污染废水的处理。本发明技术方案中最佳pH、最佳吸附时间是通过以下实验，于实验室模拟废水做吸附实验确定的。0032 （1）pH对本发明吸附剂吸附重金属Cd2+、Cu2+、Pb2+的影响0033 分别配制浓度为100mg/L的Pb2+、Cd2+、Cu2+溶。
15、液，用0.1M的HNO3和0.1M的NaOH调节pH为27。将菌剂量为1g/L的本发明吸附剂分别加入重金属Pb2+、Cd2+、Cu2+溶液中，在26，150rpm条件下吸附0.5h，然后离心，取上清液稀释一定倍数，酸化至一定酸度，定容，然后用原子吸收光谱仪测定吸附后模拟废水中Pb2+、Cd2+、Cu2+的浓度。由此实验得Cu2+、Pb2+废水最优吸附pH为5-6，Cd2+废水的最优吸附为6-7，由表1可明显看出，其中，在pH为6时，对100mg/L Pb2+去除率更是达到99.9%，这对于处理浓度低于100mg/L重金属溶液有非常显著的效果，完全克服了化学沉淀法对低浓度重金属废水无效的缺陷。0。
16、034 表1本发明吸附剂在不同pH条件下,100mg/L Pb2+、Cd2+、Cu2+的去除率0035 0036 （2）本发明吸附剂在不同时间条件下对Pb2+、Cd2+、Cu2+的去除率0037 分别配制浓度为200mg/L的Pb2+、Cd2+、Cu2+溶液，用0.1M的HNO3和0.1M的NaOH调节pH为Cu2+、Pb2+为5-6，Cd2+为6-7。将菌剂量为1g/L的本发明吸附剂分别加入重金属Pb2+、Cd2+、Cu2+溶液中，在26,150rpm条件下吸附5、10、20、30、45、60、120min，然后离心，取上清液稀释一定倍数，酸化至一定酸度，定容，然后用原子吸收光谱仪测定吸附后模拟废水中Pb2+、Cd2+、Cu2+的浓度。由此实验可以得出，1g/L的剂量在60min内已经达到平衡（附图2）。0038 优化条件后本发明吸附剂吸附重金属Pb2+、Cd2+、Cu2+的最大吸附量分别为269.9mg/g，145.0mg/g，148.0mg/g，比未修饰LK9分别增加了192.98mg/g、121.85mg/g、128.35mg/g（见附图3-5）。说 明 书CN 102965312 A1/3页6图1图2说 明 书 附 图CN 102965312 A2/3页7图3图4说 明 书 附 图CN 102965312 A3/3页8图5说 明 书 附 图CN 102965312 A。