利用苎麻脱胶废水制备黑曲霉真菌菌丝球并负载OMS-2降解染料

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染料废水是环境污染的主要来源之一。生物吸附法在染料废水处理中受到广泛关注,这种吸附技术具有可行性、灵活性和操作简单的特点。然而,工业上大规模使用生物吸附技术处理染料废水具有成本高的问题,同时生物材料对染料废水的吸附效果具有选择性、局限性,导致生物吸附技术的大规模使用仍处于停滞状态。纳米催化材料在染料废水处理领域的应用也成为了研究者关注的热点之一,本论文希望通过将生物吸附材料与纳米催化材料进行结合来对难以吸附的染料废水进行降解处理。因此,本论文采用苎麻生物脱胶过程中产生的脱胶废液作为培养基,制备生物质载体材料菌丝球作为纳米催化材料OMS-2的载体,将生物吸附材料与纳米催化材料进行结合,制备出具有催化功能的OMS-2/菌丝复合材料,强化纳米催化材料在染料废水处理中的应用,同时使应用过程中的成本消耗降低。本论文首先利用苎麻生物脱胶废液作为培养基,在不同条件下培养黑曲霉真菌孢子,通过表征研究,对实验条件进行不断优化,最终得到最佳制备条件,培养出形态完好的菌丝球。然后利用菌丝球在无营养条件下对OMS-2进行组装,组装过程利用了菌丝球作为生物体特有的自组装能力。对组装后的复合材料进行了一系列表征测试,使用了XRD、FT-IR、SEM等方法进行结构与形态分析。通过以染料X-3B作为污染源模拟废水降解实验,探究了OMS-2/菌丝在染料废水处理中的应用效果。结果表明,在苎麻生物脱胶液可以作为黑曲霉真菌的培养基并制备出菌丝球。脱胶液作为培养基的最佳条件为中性偏碱,振荡培养箱的转速为120rpm,37℃条件下培养72h可以得到菌丝球。制备完成的菌丝球经过去离子水冲洗后在相同培养条件下12h完成自组装,这一过程成功的将纳米材料组装成具有宏观结构的功能材料。SEM分析表明OMS-2均匀负载到菌丝表面,形态结构良好。XRD、FT-IR分析表明菌丝球自组装过程中未改变OMS-2的结构性质,其晶体结构与化学结构均未发生改变。对X-3B的催化降解实验中,OMS-2/菌丝表现出较好的催化效果,在25℃、自然p H条件下35分钟降解了80%。OMS-2/菌丝重复使用4次后仍使X-3B降解了65%。对使用后的OMS-2/菌丝进行表征,结果表明菌丝表面的OMS-2并没有明显的脱落,使用过后材料的结构未发生改变,可以回收利用。
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