高彈高強度固定化載體填料PVA微球形水凝膠制備研究*

張洛紅，王 玥，王凡凡，柴易達，王 瑜

（西安工程大學 環境與化學工程學院，陜西 西安 710600）

固定化微生物技術因其利于提高單位體積生物轉化速率，保持優勢菌群，提高反應器穩定性及處理效率，使生物反應易于控制而迅速成為研究熱點。載體填料作為技術關鍵，直接影響生物反應處理效果。但現有的固定化技術對材料的研究仍存在填料力學性能與附載微生物性能不能兼備的問題。因此，復合載體因其可以通過多種改性手法使載體特性向研究需要的方向發展的特點，而成為目前眾多學者所青睞的載體材料[1]。

本研究從生物處理實際應用需要入手，利用水凝膠彈韌特性，以改進填料物理性能為手段，以提高細菌附載效果為研究立意進行創新。研究發現，為了改善載體的性能，研究者提出多種改善水凝膠機械性能的方法合成復合水凝膠。其中，具有代表性的有雙網絡水凝膠，納米復合水凝膠等[2,3]。Sabzi M，以瓊脂和PVA分別為網絡結構形成互穿水凝膠，并通過PVA結晶及雙網絡的交織實現能量耗散[4]。Roberta，等人制備出一種互穿網絡PC負載水凝膠，發現該凝膠網絡穩定性大大提高，并因其粘彈性網絡顯示出對釋放細胞可控的能力[5]。Li等，將ChNWs和Zn2+作為分散相添加到PAAm中，通過雙交聯形成納米復合水凝膠。網絡結構及納米粒子共同作用使該材料獲得極佳的彈性優勢[6]。Boonmahithisud等利用納米SiO2制備的納米復合水凝膠材料，可通過調節SiO2的添加量使其具備優秀的力學性能及疏水性能，且使平衡溶脹率有所降低[7]。……