一種重金屬汙水的處理工藝的製作方法
2023-05-17 04:12:16 1
本發明涉及一種汙水處理工藝，尤其是涉及一種重金屬汙水的處理工藝。
背景技術：
隨著現代工業產業的快速發展和經濟的高速增長，在電鍍、電子、選礦、冶金、化工及汽車等工業產業中會產生大量的含有重金屬的汙水，排放含有重金屬的汙水會給人體健康和工農業生產帶來嚴重的破壞。在自然界中，重金屬離子不具備自淨和生物降解能力，一旦重金屬離子進入自然環境中，則會汙染水體、土壤與大氣，並且可以通過生物鏈不斷富集，甚至可被植物吸收後通過食物鏈危害到人類健康。隨著人類工業生產的日益頻繁，化工、冶金和採礦等行業所排放的汙水中重金屬離子的質量濃度遠遠高於最大允許質量濃度，造成了嚴重的環境汙染，因此，汙水治理以及汙水資源化技術的發展和創新能力應該得到進一步的重視。而汙水處理材料作為汙水處理技術中的重要組成部分，同樣受到各個領域關注，而目前用於處理汙水中重金屬離子的水凝膠材料的種類較少，大大限制了汙水處理材料的選擇，因此，開發一種適用於汙水處理的具有對汙水中重金屬離子吸附效率好，吸附量大，力學性能優異的水凝膠材料，對豐富汙水處理材料，促進汙水處理的發展具有重要意義。
申請號為201410123913.2的中國專利，發明涉及一種用於汙水處理的水凝膠及其製備方法，該水凝膠包括聚乙烯醇5-90份，殼聚糖5-90份，羧甲基纖維素鈉0-20份，氧化石墨烯0.05-0.3份，海藻酸鈉3-5份。本發明的水凝膠能夠較為高效吸附水中重金屬離子，具有較高的吸附容量、高選擇性，但是對於金屬含量較多的汙水中，其吸附能力相對較弱。公開號為cn102941069a的中國專利公開了一種可作為重金屬吸附劑的水凝膠及其製備方法，該製備方法選用生物相容性好的天然高分子材料瓊脂、羧甲基纖維素鈉及其衍生物、合成高聚物聚乙烯吡咯烷酮、其他天然高分子材料等作為水凝膠原料，只需將原料按一定比例溶於水中，攪拌均勻，製備成均勻的水溶液或乳液，放入60co-γ工業輻照裝置中，在吸收劑量為5kgy～100kgy下進行輻照，即可合成水凝膠。製備方法簡單，輻照前亦不需對原料進行特殊處理。該發明合成的該類水凝膠生物相容性好、價格低廉、可強烈吸附汙水中重金屬離子。但是該方法製備的水凝膠吸附量較小，力學性能較差，產品不易回收利用。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種重金屬汙水的處理工藝。解決了汙水處理過程中，重金屬吸附效率低、吸附量少，汙水處理效果不好的問題。
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
優選的，所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖40-100，環氧氯丙烷40-100，氧化石墨烯40-100，β-環糊精40-100，聚乙烯醇30-60，海藻酸鈉20-50，胺基酸10-30，羧甲基纖維素鈉0.3-0.5，坡縷石5-10，n,n-二甲基甲醯胺80-150。
優選的，所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖70，環氧氯丙烷70，氧化石墨烯70，β-環糊精70，聚乙烯醇45，海藻酸鈉35，胺基酸20，羧甲基纖維素鈉0.4，坡縷石7，n,n-二甲基甲醯胺110。
優選的，所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
優選的，所述凝膠與趨磁細菌的複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為1-3:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入naoh溶液，保持ph11-12，加熱50-60°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1-2小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入naoh溶液至反應體系中，保持ph=10-11，溫度50-60°c繼續反應1-2小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；混合液中形成的交聯結構為凝膠的骨架結構；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌攪拌下依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
優選的，步驟二）中naoh的濃度為0.1-0.5mol/l。
優選的，步驟二）中鹽酸的濃度為0.-0.5mol/l。
優選的，步驟三）中naoh的濃度為0.1-0.5mol/l。
以下就本發明凝膠處理汙水的技術方案進行進一步闡述。
所述殼聚糖為平面結構，β-環糊精為桶狀結構，其外部親水，內腔疏水，聚乙烯醇是一種極安全的高分子有機物，對人體無毒，無副作用，具有良好的生物相容性，尤其在醫療中的如其水性凝膠在眼科、傷口敷料和人工關節方面的有廣泛應用，同時在聚乙烯醇薄膜在藥用膜，人工腎膜等方面也有使用。
本發明的有益效果是：
本發明提出的利用凝膠與趨磁細菌形成複合物吸附重金屬離子的方法是一種適合於處理複雜重金屬離子廢水的新方法。凝膠材料中的氨基功能化的氧化石墨烯、殼聚糖交聯的β-環糊精、趨磁細菌均具有較好的重金屬吸附能力。氨基功能化的氧化石墨烯除了具有石墨烯其巨大的比表面積、豐富的表面官能團優勢與汙水中重金屬離子充分接觸和吸附，修飾的胺基酸能夠加強其與金屬離子的螯合作用，增加吸附能力。本發明的凝膠中包括殼聚糖、β-環糊精、環氧氯丙烷和海藻酸鈉，所述殼聚糖為平面結構，β-環糊精為桶狀結構，其外部親水，內腔疏水，表面羥基的氫鍵作用下發揮其對金屬的吸附與螯合作用。在多層凝膠形成的過程中，環氧氯丙烷起到交聯作用，使得凝膠具有層次分明。氨基功能化的氧化石墨烯、殼聚糖交聯的β-環糊精彼此交聯，形成多層結構，為本發明凝膠結構的骨架，與聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石的協同作用下，層層螯合、吸附，增加其對重金屬的吸附能力。趨磁細菌通過與本發明的凝膠材料複合，使菌體充分分散，從而更有利於汙水中重金屬離子在胞外的富集，沉澱、吸附或絡合。趨磁細菌與凝膠材料通過物理和化學方式吸附不同的金屬離子，適宜於處理含多種重金屬離子的汙水，並且處理完汙水的凝膠與趨磁細菌複合物可以通過電解還原回收得到重複利用。重金屬的除率在99%以上，吸附量大，吸附能力強，能夠廣泛用於對於汙水的綜合處理。
具體實施方式
實施例1
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖40，環氧氯丙烷40，β-環糊精40，聚乙烯醇30，海藻酸鈉20，胺基酸10，羧甲基纖維素鈉0.3，氧化石墨烯40，坡縷石5，n,n-二甲基甲醯胺80；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為3:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.1mol/l的naoh溶液，保持ph11，加熱50°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.1mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph=10，溫度50°c繼續反應1小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.1mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例2
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖100，環氧氯丙烷100，β-環糊精100，聚乙烯醇60，海藻酸鈉50，胺基酸30，羧甲基纖維素鈉0.3，氧化石墨烯100，坡縷石10，n,n-二甲基甲醯胺150；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為1:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.5mol/l的naoh溶液，保持ph12，加熱60°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應2小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.5mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph11，溫度60°c繼續反應2小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.5mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例3
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖70，環氧氯丙烷70，氧化石墨烯70，β-環糊精70，聚乙烯醇45，海藻酸鈉35，胺基酸20，羧甲基纖維素鈉0.4，坡縷石7，n,n-二甲基甲醯胺；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為2:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.2mol/l的naoh溶液，保持ph11，加熱55°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1.5小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.3mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph=10，溫度55°c繼續反應1.5小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.3mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例4
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖60，環氧氯丙烷60，β-環糊精60，聚乙烯醇40，海藻酸鈉30，胺基酸15，羧甲基纖維素鈉0.3，氧化石墨烯60，坡縷石6，n,n-二甲基甲醯胺90；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為1:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.4mol/l的naoh溶液，保持ph12，加熱58°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.1mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph11，溫度52°c繼續反應2小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.1mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例5
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖80，環氧氯丙烷80，β-環糊精80，聚乙烯醇45，海藻酸鈉25，胺基酸18，羧甲基纖維素鈉0.3，氧化石墨烯80，坡縷石7，n,n-二甲基甲醯胺140；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為2:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.1mol/l的naoh溶液，保持ph12，加熱54°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.2mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph=11，溫度57°c繼續反應2小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時，除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.2mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例6
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖70，環氧氯丙烷70，β-環糊精70，聚乙烯醇50，海藻酸鈉45，胺基酸25，羧甲基纖維素鈉0.4，氧化石墨烯70，坡縷石8，n,n-二甲基甲醯胺130；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為3:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.4mol/l的naoh溶液，保持ph12，加熱59°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應2小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.4mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph=11，溫度51°c繼續反應2小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12h除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.5mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1h至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例7
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖90，環氧氯丙烷90，β-環糊精90，聚乙烯醇55，海藻酸鈉25，胺基酸15，羧甲基纖維素鈉0.5，氧化石墨烯90，坡縷石9，n,n-二甲基甲醯胺90；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為2:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.2mol/l的naoh溶液，保持ph12，加熱51°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1.5小時；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.4mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph=11，溫度53°c繼續反應2小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.4mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
實施例8
一種重金屬汙水的處理工藝，包括如下步驟：
一）將待處理汙水進行沉澱、脫色的預處理；
二）將預處理過的汙水中加入趨磁細菌與凝膠的複合物，充分混合，達到重金屬的吸附平衡；
三）以外加磁場分離出趨磁細菌和凝膠的複合物，達到祛除重金屬、淨化汙水的目的；
四）將分離出的趨磁細菌和凝膠的複合物置於電場中電解還原、置換出金屬單質，實現重金屬與趨磁細菌和凝膠的複合物的循環利用。
所述凝膠由如下組分組成，以重量份計：殼聚糖55，環氧氯丙烷70，β-環糊精55，聚乙烯醇55，海藻酸鈉45，胺基酸30，羧甲基纖維素鈉0.2，氧化石墨烯70，坡縷石6，n,n-二甲基甲醯胺100；所述胺基酸為醯胺鍵的數量大於5的胺基酸。
所述凝膠與趨磁細菌複合物的製備方法，包括如下步驟，
一）羧甲基纖維素鈉的溶解：將所述羧甲基纖維素鈉預處理：將所述羧甲基纖維素鈉加入蒸餾水中，煮沸溶解，所述蒸餾水與羧甲基纖維素鈉的重量比為1:1000；
二）殼聚糖與β-環糊精環糊精的交聯：將β-環糊精加入到步驟一）的羧甲基纖維素鈉的水溶液中，加入濃度為0.1mol/l的naoh溶液，保持ph12，加熱60°c，攪拌條件下，緩慢滴加入環氧氯丙烷，進行交聯反應1小；再將殼聚糖加入到上述反應體系中，繼續加入濃度為0.3mol/l的naoh溶液至反應體系中，保持ph=11，溫度58°c繼續反應1小時；過濾、水洗，用石油醚於索氏提取器中抽提12小時除去殘留有機物；適當乾燥後，在70℃下將交聯產物用濃度為0.3mol/l鹽酸溶液處理，水洗，鹼洗，水洗至中性，乾燥至恆重，得β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖，備用；
三）胺基酸改性氧化石墨烯：稱取氧化石墨並將其置於適量超純水中超聲分散1小時至溶液中無固體存在；隨後分別向氧化石墨烯的分散液中加入胺基酸和與胺基酸等摩爾量的naoh溶液；將此混合溶液在室溫下攪拌24小時並在反應結束後用乙醇處理至沉澱析出；通過離心分離出的沉澱物用1:1乙醇/水洗滌，至接近中性；最後通過冷凍乾燥得到乾燥的胺基酸功能化氧化石墨烯；
四）胺基酸改性氧化石墨烯的交聯：將步驟二）所得溶β-環糊精環糊精-環氧氯丙烷交交聯的殼聚糖物溶於n，n-二甲基甲醯胺中，加入交聯劑n,n-亞甲基雙丙烯醯胺，dmap、dcc和步驟三）所得胺基酸修飾的氧化石墨烯，進行超聲振蕩，得混合液；
五）制凝膠-趨磁細菌的複合物：將聚乙烯醇、海藻酸鈉、坡縷石和趨磁細菌依次加入到步驟四）的混合液中，充分震蕩處理，得溶膠-趨磁細菌複合物，經凝膠化處理得凝膠-趨磁細菌複合物。
對比例1，對比例1與實施例3基本相同，其不同之處在於，刪除原料中的環氧氯丙烷。
對比例2，對比例1與實施例3基本相同，其不同之處在於，以等量的殼聚糖取代β-環糊精。
效果檢驗
表1.各實施例性能分析數據
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。