易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法及用途
阅读说明：本技术 易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法及用途 (Preparation method and application of perishable garbage fermentation bacterium carrier ) 是由 徐坚麟 付源 王俊滔 向粤琴 于 2021-02-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及发酵菌剂载体技术领域,特别是关于一种易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法及用途,所述方法包括：配制海藻酸钠和聚乙烯醇水溶液,加入接枝纤维素纳米晶和铁糖改性生物炭后以氯化钙溶液交联,然后置于含有硫酸和甲醛的溶液中搅拌反应,清水冲洗至中性后干燥即得；所述用途包括利用所述载体对易腐垃圾发酵菌进行固定。解决了传统载体强度低、固定微生物效果弱、无法重复利用的问题,提供一种具有较高吸附率和机械强度的易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法,且以其制备得到的载体可重复利用。(The invention relates to the technical field of fermentation inoculum carriers, in particular to a preparation method and application of a perishable garbage fermentation inoculum carrier, wherein the method comprises the following steps: preparing sodium alginate and polyvinyl alcohol aqueous solution, adding grafted cellulose nanocrystalline and iron sugar modified biochar, crosslinking by calcium chloride solution, then placing in solution containing sulfuric acid and formaldehyde, stirring for reaction, washing with clear water to be neutral, and drying to obtain the sodium alginate/polyvinyl alcohol aqueous solution; the use comprises immobilizing perishable waste ferments with the carrier. The preparation method solves the problems that the traditional carrier is low in strength, weak in microorganism fixing effect and incapable of being reused, provides the preparation method of the perishable garbage fermentation inoculant carrier with high adsorption rate and mechanical strength, and the carrier prepared by the preparation method can be reused.)
技术领域
本发明涉及发酵菌剂载体技术领域，特别是关于一种易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法及用途。
背景技术
固定化微生物技术今年来越来越多的应用于废水、餐厨垃圾等的降解处理，固定化微生物技术具体是将微生物固定在菌剂载体上，使微生物高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。一般地，对于特定待处理对象，来自天然环境中的微生物往往存在不易保存、不易富集、消耗较快、效率较低、不易控等缺点，因此将具有已知降解能力的微生物制剂通过固定化技术固定至特定载体后，无论在储存、流通、处理效果等等方面均有明显的优势。
现有技术有授权公告号为CN105665417B的中国发明专利，公开了一种餐厨垃圾高效降解复合微生物菌剂极其制备方法和应用，所述复合微生物菌剂由复合菌体和载体组成，复合菌体由东方伊萨酵母菌、枯草芽孢杆菌、异常威克汉姆酵母菌、黒木霉及放线菌混合组成，载体由豆粕、麸皮、稻壳粉、刨花组成，所述复合菌体占复合微生物菌剂的重量百分含量为6～12％。该复合菌在发酵设备中与餐厨有机垃圾充分混合，在常温好氧条件下，不同菌种协同作用，提高餐厨有机垃圾的降解率、缩短发酵时间，同时除臭效果显著；经过该复合菌发酵后的餐厨垃圾可以作为有机肥料使用。虽然改发明方法中的复合微生物菌剂可提高餐厨有机垃圾的降解率、缩短发酵时间，然而因此仅仅是将由豆粕、麸皮、稻壳粉、刨花组成的载体与复合菌体进行简单的物理混合，仅是依靠纤维素表面的极性基团对微生物进行吸附，载体对菌体的固定效果较弱，且载体无法重复使用，而且其验证的餐厨垃圾减量率计算有误，实际降解效率较低。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：解决了传统载体强度低、固定微生物效果弱、无法重复利用的问题，提供一种具有较高吸附率和机械强度的易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法，且以其制备得到的载体可重复利用。
(二)技术方案
为解决上述技术问题或未实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案。
易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法，包括：配制海藻酸钠和聚乙烯醇水溶液，加入接枝纤维素纳米晶和铁糖改性生物炭后以氯化钙溶液交联，然后置于含有硫酸和甲醛的溶液中搅拌反应，清水冲洗至中性后干燥即得。
优选的，所述易腐垃圾发酵菌剂载体的制备方法具体包括下述步骤：
S1、1重量份海藻酸钠与5.5～6.2重量份聚乙烯醇加至200重量份去离子水中，升温至95～99℃溶解，自然冷却至室温；
S2、0.2～0.3重量份接枝纤维素纳米晶和0.5～0.6重量份铁糖改性生物炭加入至步骤S1溶液中，超声分散至少30min；
S3、将步骤S2混合溶液在30min～1h内滴入1～2％的氯化钙溶液中反应至少12h；
S4、成型后的样品滤出，浸于含有0.5～2％硫酸、3～10％甲醛的混合液中，缓慢搅拌下反应15～45min后取出，以清水冲洗至中性即得。
优选的，步骤S1中，海藻酸钠的粘度是100～400cps。
优选的，步骤S1中，聚乙烯醇的重均分子量是16000～24000。
优选的，步骤S1中，采用120～600r/min搅拌辅助溶解。
优选的，步骤S2中，接枝纤维素纳米晶与铁糖改性生物炭的重量比是1:2～2.5。
优选的，步骤S2中，接枝纤维素纳米晶是将纤维素纳米晶经羧基改性后接枝聚乙二醇所得。
优选的，步骤S2中，接枝纤维素纳米晶的制备方法具体包括：
1)1重量份溴化钠与0.1重量份2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物均匀溶解于100重量份蒸馏水，加入1000重量份质量分数1～1.5％的纤维素纳米晶悬浮液中，150～450r/min反应15～30min，以氢氧化钠溶液调节溶液pH至10.0～10.5，缓慢滴加20～50重量份的15％次氯酸钠溶液，反应30～60min后加入无水乙醇停止反应，洗涤、离心、干燥得羧基化纤维素纳米晶；
2)取10重量份羧基化纤维素纳米晶分散于1000重量份N,N-二甲基甲酰胺中，氮气保护下加入2.2～3.0重量份低分子量聚乙二醇和0.01～0.05重量份二月桂酸二丁基锡，缓慢升温至80～82℃，持续反应12～18h，分别以去离子水和无水乙醇洗涤1～2次后离心，真空干燥得接枝改性纤维素纳米晶。
优选的，接枝纤维素纳米晶的制备方法包括下述限定因素：
氢氧化钠溶液的质量分数是5～15％；
缓慢滴加次氯酸钠溶液的速度是2～5mL/min；
无水乙醇的加入量是50～80重量份；
低分子量聚乙二醇是PEG-300、PEG-400、PEG-600、PEG-800或PEG-1000的至少一种；
缓慢升温的速率是3～5℃/min；
真空干燥意指在45～60℃温度下真空干燥至恒重。
首先对纤维素纳米晶进行羧基改性，然后接枝上聚乙二醇重复单元获得接枝纤维素纳米晶，发明人发现，将本申请所得接枝纤维素纳米晶添加至聚乙烯醇载体微球中利于提高载体活性基团的含量，较大程度地提升载体的传质性能，从而利于微生物的负载，显著提高负载率，利于微生物的富集，提高单位重量发酵菌剂中的微生物含量，进而提高对易腐垃圾的发酵降解效率。
优选的，步骤S2中，铁糖改性生物炭是在超临界二氧化碳装置中利用亚铁离子、壳聚糖对沙枣干枝生物炭进行高压改性所得。
优选的，步骤S2中，铁糖改性生物炭的制备方法具体包括：
1重量份壳聚糖溶解于100～150重量份2～5％的乙酸溶液中，加入1.2～2.0重量份的生物炭，超声分散至完全混合；然后以恒压漏斗在1～2h内滴加含有0.5～1.0重量份硫酸亚铁的溶液，移入超临界二氧化碳装置中，在120～180r/min、42～45℃、12～20MPa条件下反应至少2h，快速泄压后取出生物炭，以无水乙醇洗涤至少4次，真空干燥至恒重得铁糖改性生物炭。
优选的，铁糖改性生物炭的制备方法包括下述限定因素：
生物炭是将40目的沙枣干枝粉末在400～600℃的马弗炉中煅烧2～4h所得；
壳聚糖的相对分子质量是200000～400000，脱乙酰度不低于92％；
超声分散的超声频率是30～40KHz，超声密度是0.2～0.5W/cm2；
硫酸亚铁的溶液的质量分数是1～2％；
真空干燥的温度是60～80℃。
对沙枣干枝生物炭进行壳聚糖和硫酸亚铁联合改性，可在生物炭表面引入更多的羟基等反应性基团，加之亚铁离子的引入，可进一步丰富生物炭表面的极性基团，从而利于其与载体各组分的键合，显著提升载体的机械强度和化学稳定性，也可在一定程度上提升对微生物的吸附率，载体的机械强度的提升使其在降解易腐垃圾的过程中能够保持结构的完整性，不会发生破碎，载体再生后可再次对微生物进行吸附应用于对易腐垃圾的降解，降低了处理成本。
优选的，步骤S3中，氯化钙溶液的重量份是300～500重量份。
优选的，步骤S4中，含有硫酸、甲醛的混合液的体积是滤出样品体积的1.5～3倍。
优选的，步骤S4中，缓慢搅拌的搅拌速率是60～180r/min。
本发明在传统海藻酸钠与聚乙烯醇通过交联剂交联制得菌剂载体的基础上，通过掺入一定量的接枝纤维素纳米晶和铁糖改性生物炭对菌剂载体进行优化改性，并将制备得到的载体进行缩甲醛反应，最终获得具有多孔三维结构的球形或椭球型的易腐垃圾发酵菌剂载体，载体具有优异的传质性能，固定化微生物时，在不使用任何絮凝剂的情况下即可完成对微生物的吸附，此外，载体的机械强度和化学稳定性优异，在降解易腐垃圾的复杂环境中能够保持结构的完整性，不会发生破碎，易于分离出食用过的降解菌剂，不会在易腐垃圾降解产物增加新的污染物。
本申请还提供经由前述方法所得的易腐垃圾发酵菌剂载体。
本申请还提供前述载体在制备易腐垃圾发酵菌剂中的用途，所述用途包括利用所述载体对易腐垃圾发酵菌进行固定。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到
具体实施方式
。
本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
一、在传统海藻酸钠与聚乙烯醇交联制备菌剂载体的基础上，通过掺入一定量的接枝纤维素纳米晶和铁糖改性生物炭对菌剂载体进行优化改性，并将制备得到的载体进行缩甲醛反应，最终获得具有多孔三维结构的球形或椭球型的易腐垃圾发酵菌剂载体，载体具有优异的吸附作用和机械强度；
二、对纤维素纳米晶羧基改性后接枝上聚乙二醇重复单元获得接枝纤维素纳米晶，接枝纤维素纳米晶添加至聚乙烯醇载体微球中利于提高载体活性基团的含量，较大程度地提升载体的传质性能，从而利于微生物的负载，显著提高负载率，有助于微生物的富集，提高单位重量发酵菌剂中的微生物含量，进而提高对易腐垃圾的发酵降解效率；
三、对沙枣干枝生物炭进行壳聚糖和硫酸亚铁联合改性，可在生物炭表面引入更多的羟基等反应性基团，加之亚铁离子的引入，可进一步丰富生物炭表面的极性基团，从而利于其与载体各组分的键合，显著提升载体的机械强度和化学稳定性，也可在一定程度上提升对微生物的吸附率，载体的机械强度的提升使其在降解易腐垃圾的过程中能够保持结构的完整性，不会发生破碎，载体再生后可再次对微生物进行吸附应用于对易腐垃圾的降解，降低了处理成本。
本发明为实现上述目的而采用了上述技术方案，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
为让本发明的上述和/或其他目的、特征、优点与实例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为本发明所述接枝改性纤维素纳米晶的改性流程示意图；
图2为本发明各实例所得载体的破损率示意图。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当替换和/或改动工艺参数实现，然而特别需要指出的是，所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述产品和制备方法已经通过较佳实例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品和制备方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
除非另有所值，“％”均指代重量百分含量，比值均为重量比值。
除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语，具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本发明使用本文中所描述的方法和材料；但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的，并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等，其整体被并入本文中作为参考。若有冲突，以本说明书包括定义为准。
除非具体说明，本文所描述的材料、方法和实例仅是示例性的，而非限制性的。尽管与本文所述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料可用于本发明的实施或测试，但本文仍描述了合适的方法和材料。
以下详细描述本发明。
实例1：
本实例提供一种易腐垃圾发酵菌剂载体，具体制备方法是：
S1、1g海藻酸钠(粘度200±20cps)与5.5g聚乙烯醇(重均分子量是16000)加至200g去离子水中，升温至95℃后120r/min搅拌至溶解，自然冷却至室温；
S2、
S201、1g溴化钠与0.1g 2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物均匀溶解于100g蒸馏水，加入1000g质量分数1％的纤维素纳米晶悬浮液中，150r/min反应30min，以5％氢氧化钠溶液调节溶液pH至10.0，以2mL/min缓慢滴加20g 15％次氯酸钠溶液，反应30min后加入50g无水乙醇停止反应，洗涤、离心、干燥得羧基化纤维素纳米晶；
S202、取10g羧基化纤维素纳米晶分散于1000g N,N-二甲基甲酰胺中，氮气保护下加入2.2g PEG-400和0.01g二月桂酸二丁基锡，3℃/min缓慢升温至80℃，持续反应18h，分别以去离子水和无水乙醇洗涤1次后离心，45℃温度下真空干燥至恒重得接枝改性纤维素纳米晶，制备流程如图1所示；
S203、40目的沙枣干枝粉末在400℃的马弗炉中煅烧4h得到生物炭，另取1g壳聚糖(相对分子质量是200000，脱乙酰度92％)溶解于100g 2％的乙酸溶液中，加入1.2g生物炭，在频率是30KHz、密度0.2W/cm2条件下超声分散至完全混合；然后以恒压漏斗在1h内滴加25g 2％的硫酸亚铁溶液，移入超临界二氧化碳装置中，在120r/min、42℃、12MPa条件下反应4h，快速泄压后取出生物炭，以无水乙醇洗涤4次，60℃真空干燥至恒重得铁糖改性生物炭；
S204、0.2g步骤S202所得接枝纤维素纳米晶和0.5g步骤S203所得铁糖改性生物炭加入至步骤S1溶液中，在频率50KHz、密度0.6W/cm2条件下超声分散60min；
S3、将步骤S2混合溶液在30min内滴入300g 2％的氯化钙溶液中反应24h；
S4、成型后的样品滤出，浸于样品体积1.5倍的含有2％硫酸、10％甲醛的混合液中，60r/min缓慢搅拌反应45min后取出，以清水冲洗至中性即得。
实例2：
本实例提供一种易腐垃圾发酵菌剂载体，具体制备方法是：
S1、1g海藻酸钠(粘度300±20cps)与6.2g乙烯醇(重均分子量是24000)加至200g去离子水中，升温至99℃后600r/min搅拌至溶解，自然冷却至室温；
S2、
S201、1g溴化钠与0.1g 2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物均匀溶解于100g蒸馏，加入1000g质量分数1.5％的纤维素纳米晶悬浮液中，450r/min反应15min，以15％氢氧化钠溶液调节溶液pH至10.5，以5mL/min缓慢滴加50g 15％次氯酸钠溶液，反应60min后加入80g无水乙醇停止反应，洗涤、离心、干燥得羧基化纤维素纳米晶；取10g羧基化纤维素纳米晶分散于1000g N,N-二甲基甲酰胺中，氮气保护下加入3.0g PEG-1000和0.05g二月桂酸二丁基锡，5℃/min缓慢升温至82℃，持续反应12h，分别以去离子水和无水乙醇洗涤2次后离心，60℃温度下真空干燥至恒重得接枝改性纤维素纳米晶；
S202、40目的沙枣干枝粉末在600℃的马弗炉中煅烧2h得到生物炭，另取1g壳聚糖(相对分子质量是400000，脱乙酰度94％)溶解于150g 2％的乙酸溶液中，加入2.0g生物炭，在频率是40KHz、密度0.5W/cm2条件下超声分散至完全混合；然后以恒压漏斗在2h内滴加100g 1％的硫酸亚铁溶液，移入超临界二氧化碳装置中，在180r/min、45℃、20MPa条件下反应2h，快速泄压后取出生物炭，以无水乙醇洗涤4次，80℃真空干燥至恒重得铁糖改性生物炭；
S203、0.3g步骤S201所得接枝纤维素纳米晶和0.6g步骤S202所得铁糖改性生物炭加入至步骤S1溶液中，在频率80KHz、密度1.0W/cm2条件下超声分散30min；
S3、将步骤S2混合溶液在1h内滴入500g 1％的氯化钙溶液中反应12h；
S4、成型后的样品滤出，浸于样品体积的3倍的含有0.5％硫酸、3％甲醛的混合液中，180r/min缓慢搅拌反应15min后取出，以清水冲洗至中性即得。
实例3：
本实例提供一种易腐垃圾发酵菌剂载体，具体制备方法是：
S1、1g海藻酸钠(粘度200±20cps)与6g聚乙烯醇(重均分子量21000)加至200g去离子水中，升温至98℃后300r/min搅拌至溶解，自然冷却至室温；
S2、
S201、1g溴化钠与0.1g 2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物均匀溶解于100g蒸馏水，加入1000g质量分数1.2％的纤维素纳米晶悬浮液中，300r/min反应20min，以10％氢氧化钠溶液调节溶液pH至10.0，以5mL/min缓慢滴加40g 15％次氯酸钠溶液，反应45min后加入60g无水乙醇停止反应，洗涤、离心、干燥得羧基化纤维素纳米晶；取10g羧基化纤维素纳米晶分散于1000g N,N-二甲基甲酰胺中，氮气保护下加入2.5g PEG-600和0.02g二月桂酸二丁基锡，4℃/min缓慢升温至80℃，持续反应16h，分别以去离子水和无水乙醇洗涤2次后离心，55℃温度下真空干燥至恒重得接枝改性纤维素纳米晶；
S202、40目的沙枣干枝粉末在550℃的马弗炉中煅烧3h得到生物炭，另取1g壳聚糖(相对分子质量是250000，脱乙酰度92％)溶解于120g 3％的乙酸溶液中，加入2g生物炭，在频率35KHz、密度0.4W/cm2条件下超声分散至完全混合；然后以恒压漏斗在2h内滴加80g1％的硫酸亚铁溶液，移入超临界二氧化碳装置中，在150r/min、45℃、15MPa条件下反应3h，快速泄压后取出生物炭，以无水乙醇洗涤5次，65℃真空干燥至恒重得铁糖改性生物炭；
S203、0.3g步骤S201所得接枝纤维素纳米晶和0.6g步骤S202所得铁糖改性生物炭加入至步骤S1溶液中，在频率60KHz、密度0.8W/cm2条件下超声分散45min；
S3、将步骤S2混合溶液在45min内滴入400g 1.5％的氯化钙溶液中反应18h；
S4、成型后的样品滤出，浸于样品体积的2倍的含有1％硫酸、5％甲醛的混合液中，120r/min缓慢搅拌反应30min后取出，以清水冲洗至中性即得。
实例4：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中仅对纤维素纳米晶进行羧基化改性而并未接枝PEG，即以其为原材料参与步骤S203的反应。
实例5：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中既未对纤维素纳米晶进行羧基化改性也未接枝PEG即以其为原材料参与步骤S203的反应，即直接以纤维素纳米晶参与步骤S203的反应。
实例6：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中以玉米秸秆粉末取代沙枣干枝粉末制备生物炭。
实例7：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中未对沙枣生物炭进行壳聚糖改性。
实例8：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中未对沙枣生物炭进行硫酸亚铁改性。
实例9：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中对沙枣生物炭既未进行壳聚糖改性也未进行硫酸亚铁改性，即直接以沙枣生物炭参与步骤S203的反应。
实例10：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中进行步骤S203反应时，未添加任何的接枝改性纤维素纳米晶，仅以铁糖改性生物炭参与反应。
实例11：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中进行步骤S203反应时，未添加任何的铁糖改性生物炭，仅以接枝纤维素纳米晶参与反应。
实例12：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中未进行步骤S2的操作，而是直接将S1的混合溶液进行S3的交联反应，即本申请所制备载体中未含有任何的接枝纤维素纳米晶与铁糖改性生物炭。
实例13：
本实例提供另一种易腐垃圾发酵菌剂载体，其具体制备方法与实例3基本相同，不同之处仅仅在于：本实例中未进行步骤S4的操作，而是直接将步骤S3反映给结束后滤出载体以清水冲洗至中性即得易腐垃圾发酵菌剂载体。
实验例1：
本实验例提供对实例1～13所得易腐垃圾发酵菌剂载体的机械强度的检测，具体步骤为：分别将各实例所得载体置于装有400mL水样的锥形瓶中，置于240r/min摇床中搅拌振荡48h后取出，记录颗粒破损情况，由破损颗粒数与最初颗粒数比值计算破损率，以破损率大小表征机械强度，破损率越小则机械强度越大，结构保持能力越好，统计结果如图2所示。由图2可以看出，本申请优选实施方案实例1～3中的易腐垃圾发酵菌剂载体的破损率较小，均不超过2％，表明其具有优异的机械强度，结构保持能力优异；对比实例4～13则可以发现，未对纤维素纳米晶进行接枝及未对生物炭进行铁糖改性均会削弱载体的机械强度，尤其是生物炭的改性尤为重要，羧基、亚铁离子等的引入利于生物炭与载体各组分的键合，提升其机械强度，此外还能看出，对载体进行缩甲醛化反应亦能提升载体的机械强度。
实验例2：
本实验例提供对实例1～13所得易腐垃圾发酵菌剂载体的化学稳定性的检测，具体步骤为：分别将各实例所得载体置于装有400mL pH10.0氢氧化钠溶液的锥形瓶中，浸泡12h后记录颗粒的溶解量，由结构松散及有固状物溶出的颗粒数与最初颗粒数的比值计算变形率，以变形率大小表征化学稳定性，变形率越小则化学稳定性越优异，统计结果如表1所示。
表1、变形率
实例
氢氧化钠溶液中的变形率/％
1
19.6
2
24.1
3
17.4
4
40.1
5
43.6
6
58.5
7
60.1
8
63.3
9
65.5
10
45.3
11
68.3
12
70.2
13
76.8
由表1可知，本申请优选实施方案实例1～3中的易腐垃圾发酵菌剂载体的变形率较小，均不超过25％，表明其在碱性环境中具有优异的结构保持能力；基本与实验例1的验证结果相似，对生物炭进行铁糖改性对载体的化学稳定性提升较大，羧基、亚铁离子等的引入利于生物炭与载体各组分的键合，提升其化学结构牢度，对载体进行缩甲醛化反应亦能提升载体的化学稳定性。
实验例3：
本实验例提供对实例1～13所得易腐垃圾发酵菌剂载体的吸附微生物作用的检测，具体步骤为：
1)制备菌液：取微生物经活化、扩大培养后制备得到菌液：含2.5×109cfu/mL解淀粉芽孢杆菌、2.5×109cfu/mL产氮假单胞菌的复合菌液；
2)吸附：分别在复合菌液中添加实例1～13所得载体，添加量均为300g/L，在120r/min转速下搅拌30min充分混合，然后静置12h，分离即得易腐垃圾发酵菌剂；
3)统计：将被载体吸附后的各菌液稀释成原体积，稀释法统计剩余菌浓度，并结合原始菌浓度计算吸附率：
4)再生性能：易腐垃圾挑拣出不可降解物质后粉碎过40目筛，然后与各菌剂按照重量比200:1混合，室温下每小时通风换气一次并翻堆一次，降解48h，筛分出未破碎的菌剂，以去离子水冲洗后重复步骤2)吸附菌剂，得再生吸附率。
统计实例1～13各载体的吸附率和再生吸附率结果如表2所示。
表2、吸附率
实例
吸附率/％
再生吸附率/％
1
95.5
82.0
2
95.0
83.6
3
96.3
85.5
4
75.3
52.2
5
72.4
49.6
6
90.2
46.8
7
88.3
31.2
8
85.4
30.8
9
84.8
28.4
10
68.5
32.2
11
81.9
24.3
12
63.2
12.5
13
80.4
30.0
由上表2可以看出，本申请的优选实施方案实例1～3中的载体对复合菌菌液均具有不低于95％的吸附率以及不低于80％的再生吸附率，利于微生物的负载，显著提高负载率，有助于微生物的富集，提高单位重量发酵菌剂中的微生物含量，进而提高对易腐垃圾的发酵降解效率，较高的再生吸附率可以显著的降低处理成本，具有积极的经济意义。从表2还可以看出，是否对纤维素纳米晶进行羧基改性并接枝上聚乙二醇重复单元对于载体的吸附率影响较大，而对沙枣干枝生物炭进行壳聚糖和硫酸亚铁联合改性则有助于提升其结构的保持，进而利于再生吸附。
上述实例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
本文中所描述的具体实例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征，但应理解，在不脱离本公开内容的精神的前提下，可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外，上述各种特征和方法可彼此独立地使用，或可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落在本公开内容的范围内。上述许多实施方案包括类似的组分，并且因此，这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实例的上下文中公开了本发明，但本领域技术人员应理解，本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此，本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。
本发明未尽事宜为公知技术。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种新能源电机用阻燃槽楔的制备工艺及阻燃槽楔