一种源于水葫芦特定活性成分的水质处理剂的制作方法

本发明涉及水质处理领域，具体而言，涉及一种源于水葫芦特定活性成分的水质处理剂。

背景技术：

1、目前市场上的一些水质处理剂，如化学合成的聚合物，可能在使用过程中产生有毒副产物，这些副产物不仅对水生态系统造成污染，还可能对人类健康构成潜在威胁，无机絮凝剂在处理过程中可能产生重金属残留，结合水域中的重金属离子，这些重金属在环境中难以降解，会通过食物链累积，最终影响人类健康。

2、因此我们对此做出改进，提出一种源于水葫芦特定活性成分的水质处理剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对目前存在的重金属在环境中难以降解，会通过食物链累积，最终影响人类健康的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了源于水葫芦特定活性成分的水质处理剂，以改善上述问题。

3、本技术具体是这样的：

4、包括如下重量份的原料：氨基酸培养基40份、低聚糖32份、em菌群11份、复合硝化细菌6份、酵母硒4份、副拟杆菌0.3份和水葫芦提取物20份；

5、水葫芦提取物具体为黄酮；

6、水葫芦提取物具体通过以下方法提取：

7、s1、水葫芦有效成分的提取：选择新鲜水葫芦叶片，清洗干净并晾干，将叶片剪碎，以1：10的比例加入甲醇，于60℃下搅拌提取4小时，过滤提取液，收集上清液并浓缩至原体积的1/4，得到浓缩提取液；

8、s2、磁性纳米颗粒的制备与改性：采用共沉淀法制备fe3o4纳米颗粒，将fecl3和fecl2以2：1的摩尔比混合，加入氨水，搅拌30分钟，然后磁分离、洗涤并干燥，对fe3o4纳米颗粒进行硅烷化处理，以增强其与水葫芦提取物的相容性；

9、s3、化学结合：将改性后的fe3o4纳米颗粒分散在去离子水中，形成稳定的磁性纳米颗粒悬浮液，将浓缩提取液与磁性纳米颗粒悬浮液按1：1的体积比混合，加入edc和nhs作为偶联剂，edc与nhs的摩尔比为1：1，于室温下搅拌反应2小时，通过磁分离收集产物，用去离子水洗涤3次，然后真空干燥，得到具有磁性的水葫芦提取物。

10、作为本技术优选的技术方案，采用共沉淀法制备fe3o4纳米颗粒的过程中，控制fe2+/fe3+的比例为1：2，并使用浓度为0.5m的naoh溶液作为沉淀剂，在沉淀过程中，保持反应温度为60℃，并持续搅拌30分钟，以确保纳米颗粒的均匀生长，沉淀完成后，使用强磁铁进行磁分离，并用去离子水洗涤3次，最后在60℃下真空干燥通过优化制备条件，获得粒径均匀、磁性强的fe3o4纳米颗粒。

11、作为本技术优选的技术方案，对水葫芦提取物进行化学修饰，引入羧基（-cooh）和氨基（-nh2）官能团，以增加与磁性纳米颗粒的结合位点，通过与含有这些官能团的化学试剂反应来实现，具体为琥珀酸酐（c4h4o3），在将磁性纳米颗粒与水葫芦提取物结合时，加入聚乙二醇（peg）作为分散剂，以提高纳米颗粒在提取物中的分散性，通过调节反应体系的ph至7.0，并控制反应温度为40℃，搅拌反应2小时。

12、作为本技术优选的技术方案，对fe3o4纳米颗粒进行表面改性，使用3-氨丙基三乙氧基硅烷（aptes）进行硅烷化处理，引入氨基官能团，以提高其与水葫芦提取物的相容性和结合能力，将改性后的fe3o4纳米颗粒与钴铁氧体和镍铁氧体进行复合，通过溶胶-凝胶法方法实现，将复合磁性材料与水葫芦提取物进行结合，通过优化反应条件（如温度、ph、时间等），确保两者之间的有效结合。

13、作为本技术优选的技术方案，化学修饰的具体步骤包括：

14、引入羧基（-cooh）官能团：

15、步骤100、溶解提取物：将水葫芦提取物溶解在二甲基甲酰胺有机溶剂中，形成均匀溶液；

16、步骤101、加入琥珀酸酐：在持续搅拌的条件下，缓慢向溶液中加入琥珀酸酐，实际制备过程中琥珀酸酐的加入量应根据提取物的量和期望的羧基化程度来确定；

17、步骤102、控制反应条件：保持反应温度在室温至40℃之间，搅拌反应1-2小时，确保琥珀酸酐与提取物中的羟基充分反应，从而引入羧基。

18、作为本技术优选的技术方案，化学修饰的具体步骤还包括：

19、引入氨基（-nh2）官能团：

20、步骤200、加入乙二胺：在完成羧基化反应后，向反应体系中加入乙二胺；

21、步骤201、继续反应：在40℃温度下，继续搅拌反应1小时左右，以确保乙二胺的氨基与羧基充分反应，从而引入氨基；

22、作为本技术优选的技术方案，fe3o4纳米颗粒改性过程具体包括：

23、步骤400、分散纳米颗粒：在烧杯中准确称量出1克fe3o4纳米颗粒，加入90毫升无水乙醇和10毫升去离子水，形成混合溶剂，使用超声波清洗器以及高速搅拌器，将纳米颗粒在混合溶剂中分散均匀，形成悬浮液；

24、步骤401、硅烷化处理：根据fe3o4纳米颗粒的质量，按照1：10比例计算所需aptes的量，使用滴管将aptes逐滴加入悬浮液中，使用盐酸调节溶液的ph值至4.5；

25、步骤402、清洗与干燥：反应结束后，使用磁铁将改性后的fe3o4纳米颗粒从溶液中分离出来，倒掉上清液，加入新的无水乙醇和去离子水混合溶剂，重复清洗3次，以去除未反应的aptes和杂质，将清洗后的颗粒放入真空干燥箱中，设定温度为70°c，干燥至恒重（通常约12小时）。

26、作为本技术优选的技术方案，fe3o4纳米颗粒与钴铁氧体和镍铁氧体进行复合的具体过程包括：

27、步骤500、溶液制备：分别称量出等量的钴的硝酸盐和镍的硝酸盐，溶解在去离子水中，形成钴盐和镍盐的溶液，将改性后的fe3o4纳米颗粒分散在去离子水中，形成悬浮液；

28、步骤501、溶胶制备：将钴盐和镍盐的溶液混合在一个烧杯中，加入柠檬酸作为络合剂，搅拌均匀，在搅拌的同时，缓慢加入改性fe3o4纳米颗粒的悬浮液，使用氨水调节混合溶液的ph值至7；

29、步骤502、凝胶化与干燥：将溶胶倒入培养皿，放置在恒温恒湿箱中，设定温度为25°c，相对湿度为50%，让其自然凝胶化24小时，凝胶化完成后，将凝胶块取出并切割成块状，凝胶块放入烘箱中，设定温度梯度，先从40°c升至60°c，再升至80°c，每个温度阶段保持2小时，直至完全干燥；

30、步骤503、烧结与研磨：将干燥的凝胶块放入高温炉中进行烧结，设定温度为900°c，烧结时间为2小时，烧结完成后，让复合磁性材料自然冷却至室温，使用研钵和研杵将烧结后的材料研磨成粉末状，通过筛网筛分得到所需粒度的复合磁性材料粉末。

31、作为本技术优选的技术方案，复合磁性材料与水葫芦提取物进行结合的步骤具体包括：

32、步骤600、材料混合：将复合磁性材料粉末与水葫芦提取物按照1:1比例进行混合，加入无水乙醇作为溶剂，以促进两者的均匀混合；

33、步骤601、搅拌与反应：使用磁力搅拌器对混合物进行充分搅拌，在恒温60°c条件下反应1-2小时，以促进复合磁性材料与水葫芦提取物的结合。

34、作为本技术优选的技术方案，复合磁性材料与水葫芦提取物进行结合的步骤具体还包括：

35、步骤602、后处理：反应结束后，使用磁铁分离出结合了水葫芦提取物的复合磁性材料，用无水乙醇和去离子水多次洗涤材料，直至去除未反应的提取物和杂质，将材料放入真空干燥箱中干燥，温度控制在60-80°c，直至完全干燥。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果：

37、在本技术的方案中：

38、1.水葫芦提取物具有净化功能的生物活性物质，这些物质能够协助降解有机污染物，进一步提高水质净化效果，通过复合磁性材料的水葫芦提取物具有优异的吸附性能，能够高效地吸附并去除污水中的重金属离子、有机污染物和其他有害物质；

39、2.复合磁性材料的水葫芦提取物制成的水处理剂，在使用过程中可以对水中的重金属离子、有机污染物进行吸附，并且在实际应用当中，可以通过在水域中投放磁性物体，使吸附重金属离子、有机污染物的水葫芦提取物可以向磁性物体移动，便于人们清洁、回收和整理，并且可以通过移动磁性物体，改变水域中水质清理的重心位置，实用性更强，由于复合磁性材料具有磁性，因此制成的水质处理剂在使用后可以通过磁场轻松地从水中分离出来，实现快速回收和再利用；

40、3.水葫芦作为一种快速生长的水生植物，其提取物是天然的，对环境无害，与传统的化学处理剂相比，这种水质处理剂更加环保，减少了对环境的二次污染，水葫芦提取物还具有抗菌、抗氧化特性，这些特性可以进一步增强水质处理剂的多功能性。