本发明公开了一种用于固定化微生物修复柴油污染水的复合纳米纤维膜及其制备方法。所述复合纤维膜具体为热塑性聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合纳米纤维膜,其不仅具有出色的生物相容性和机械强度,还无毒无害,具有可观的成本效益。在投入柴油污染水后,该复合纳米纤维膜首先会快速吸附水/油界面的柴油,阻止柴油进一步扩散对水环境的毒害作用;紧接着由于膜上的纳米粒子提供了额外的吸附位点,大量游离的细菌被吸附于膜上,既提高了细菌细胞的代谢活性和对顽固化合物毒性的抵抗力又增强了疏水化合物与细胞的亲和力,提高了微生物细胞对柴油烃的降解速率。本发明在实现改善柴油污水修复效果的同时拓展了复合纳米纤维膜在水污染处理领域的应用。

本发明提供了一种含羟基磷灰石的复合纳米纤维膜，首先这种复合纳米纤维膜具有出色的机械、耐腐蚀及生物相容性，可适应各种外界不良环境和顺利的对污染水进行修复；其次无毒无害性不会在修复过程中对环境造成二次伤害；最后其引入的纳米羟基磷灰石具有环境友好性和高吸附性，大大增加了膜上的吸附位点，提高了固定化微生物效果，增加了细胞与疏水底物的亲和力，从而达到提高污染水中柴油的降解效率的目的。因此本发明结合了静电纺丝、微生物固定化和生物修复三种技术，在实现高效修复柴油污染水的同时拓展了纤维膜在水处理领域的应用。

石油是现代工业中最重要的资源之一，只要石油被开采、运输、储存和使用，就会有溢出的风险。油类废物被认为是严重的持久性有害污染物，因为它们可能导致生态系统的广泛损害，包括对沉积物和水的污染。这些事故对经济、环境乃至人类的健康带来巨大的危害，迫切需要高效的缓解措施来修复石油烃污染水。然而，由于石油烃的低溶解性、非极性和疏水性，对石油烃污染环境的修复仍然具有挑战性。常用的处理方法例如化学分散剂的应用，可能会对水体产生潜在的毒性，这就对它的使用带来争议。因此现有的处理策略对于油类污染水的修复效果有限，且容易对水环境造成二次破坏。为了更有效的修复油类污染水，具有环境友好，可持续修复的固定化细菌修复载体材料，有望成为水环境处理的有效策略。

与自由细胞相比，微生物的固定化提高了细菌的存活率、代谢活性和对顽固化合物毒性作用的抵抗力。将微生物固定在适当的载体上，可以在许多过程中加以利用，并使细菌易于回收和重复使用。目前很多研究集中在微生物可附着的载体上，如聚氨酯泡沫(PUF)；聚己内酯(PCL)海绵等。他们对细菌细胞和疏水性化合物存在已知的吸附能力，缺点是因结构的限制其负载率和处理效率有待进一步提高。又如无机材料如磁性纳米粒子；改良竹炭等，这些产品具有有效性，但缺点之一是非生物降解性或难以回收。因此迫切需要一种具有生物相容性，不溶解，对固定的细胞和环境无毒，容易获得，易回收等特点的载体材料。除此之外支架还需要由高度互联的宏观和微观多孔网络组成，以促进细胞迁移和营养分配。为了满足以上条件，既具有高吸附能力又能提高微生物细胞和疏水底物的亲和力的固定化材料是一种有前景的选择。

发明人：英晓光 刘博 张艺岚 李晓福州大学（Fuzhou University），简称福大，位于福建省福州市，创建于1958年，是国家“双一流”建设高校，国家“211工程”建设高校，国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校，福建省三所重点建设的高水平大学之一，福建省一流大学建设高校，入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

本发明制造的复合纳米纤维膜不仅具有出色的生物相容性，优异的机械强度和耐腐蚀性，还无毒无害，可回收以及具有可观的成本效益。可适应各种不良环境、成分和结构稳定可以长期进行修复以及可回收再利用，相当程度的节约了资源，减少了成本。在将其投入污染环境中后可以发挥其亲油疏水性，快速吸附水环境中的浮油，抑制泄露石油烃的不断扩散，降低了水环境中的烃类，为微生物提供相对有利的代谢环境。再者其超强的吸附力可以快速将游离的细菌细胞吸附在膜上形成致密的生物膜，不仅可以抵御外界不良环境、减少修复过程中细菌细胞的失散，还有利于促进细胞的迁移和营养的分配。最终增强了细菌细胞与疏水石油烃污染物的亲和力，提高了其处理烃类污染物的效率。因此，本发明所述的用于固定化微生物修复柴油污染水的复合纳米纤维膜有望成为一种新型且高效的修复污染水的生物载体材料。

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