高效采收油藻的功能化多孔四氧化三铁纳米材料及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106348348A(43)申请公布日2017.01.25(21)申请号201610604025.1(22)申请日2016.07.28(83)生物保藏信息CGMCCNo.76012013.05.07(71)申请人北京林业大学地址100083北京市海淀区清华东路35号(72)发明人洪喻刘佩蕊王婷(51)Int.Cl.C01G49/08(2006.01)B01J20/06(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书7页附图10页(54)发明名称高效采收油藻的功能化多孔四氧化三铁纳米材料及制备方法(57)摘要本发明公开了一种高效采收油藻的功能化多孔四氧化三铁纳米材料及制备方法，属于纳米材料及其应用技术领域。本发明的功能化多孔四氧化三铁纳米材料包括多孔四氧化三铁和修饰所述多孔四氧化三铁的长链多聚精氨酸，所述材料具有疏松的多孔结构。本发明的功能化多孔四氧化三铁纳米材料用于油藻高效采收时，在投加剂量10-100mg/L，收获时间2-10min时可实现95%以上的收获效率，同时在pH4.0-10.0范围内均可保持高收获效果，有效抵抗外界酸碱变化的影响，循环再生5次后可保持60-85%的收获效率。本发明工艺简单，成本低廉，安全环保，所得功能化多孔四氧化三铁纳米材料具有超顺磁性，易于回收，可重复使用，对油藻具有较高收获效率，具备良好的应用前景。CN106348348ACN106348348A权利要求书1/1页1.一种功能化多孔四氧化三铁纳米材料，其特征在于，包括多孔四氧化三铁和修饰所述多孔四氧化三铁的长链多聚精氨酸，所述功能化多孔四氧化三铁纳米材料具有疏松的多孔结构。2.根据权利要求1所述的功能化多孔四氧化三铁纳米材料，其特征在于，所述功能化多孔四氧化三铁纳米材料的粒径为100-500nm。3.根据权利要求1所述的功能化多孔四氧化三铁纳米材料，其特征在于，所述功能化多孔四氧化三铁纳米材料具有45-60mV的正电位。4.根据权利要求1所述的功能化多孔四氧化三铁纳米材料，其特征在于，所述功能化多孔四氧化三铁纳米材料中多聚精氨酸的修饰量为50-60%。5.权利要求1至4任一所述的功能化多孔四氧化三铁纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）采用水热法制备多孔四氧化三铁；2）对所述多孔四氧化三铁进行氨基硅烷的偶联，得到APTS修饰的多孔四氧化三铁(简称p-Fe3O4@APTS)；3）将所述APTS修饰的多孔四氧化三铁与多聚精氨酸发生酰胺化反应，得到功能化多孔四氧化三铁纳米材料(简称p-Fe3O4@PA)。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，控制所述水热法反应时间为10-18h。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用长链多聚精氨酸进行所述改性修饰过程，并且控制所述改性剂分子量为5000-15000，15000-70000，和>70000。8.权利要求1至4任一所述的功能化多孔四氧化三铁纳米材料作为油藻高效采收材料的应用。2CN106348348A说明书1/7页高效采收油藻的功能化多孔四氧化三铁纳米材料及制备方法技术领域[0001]属于纳米材料及其应用技术领域，特别涉及一种用于油藻高效采收的功能化多孔四氧化三铁纳米材料及其制备方法。背景技术[0002]生物能源具有可再生性、存储量大、可储存性和替代性好并且碳收支平衡，被认为是21世纪解决能源危机最有希望的能源（纪占武,郑文范.关于发展生物能源化解能源危机的思考[J].东北大学学报(社会科学版),2009,11(6):490-495）。作为生物质能源之一，微藻具有光合效率高，细胞增殖快，生产周期短，脂质含量高，所产的油脂成分与植物油类似，并且不影响全球能源分配等优点，是制备生物柴油的理想原材料(蒋晓菲,周红茹,金青哲,等.微藻油脂制取技术的研究进展[J].中国油脂,2012,37(10):62-66)。微藻生物柴油作为可再生能源具有良好的应用前景，在生产技术可行性已被证实的前提下，具有巨大的生产潜力和商业价值。微藻由于细胞体积小、密度低、水含量高，使得在采收时难以进行脱水。此外，每一种微藻细胞尺寸大小、形状、密度和细胞表面特性都有所不同，对于工业规模的微藻养殖，从藻液中采收微藻一直是个瓶颈。传统的固液分离技术都很难直接用于微藻采收：个体过于微小的微藻及其分泌的有机物会导致滤膜堵塞而使过滤失效；稳定的藻液悬浮体系无法自然沉降；而藻液的低浓度则使动力离心效率低下、成本极高。常用的传统微藻收获方法都存在经济上和技术上的缺陷，在应用上有一定的局限性。利用磁性纳米材料磁性分离收获微藻技术具备操作简单、分离迅速、运