[0004] 本发明的目的在于提供一种去除地下水苯酚污染的降解剂、其制备方法及其应用，以苯酚和单色蓝光辐照联合驯化球形红细菌以强化其降解苯酚的作用，将其负载入碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒后形成的降解剂对苯酚具有优异的吸附效果，且可完全降解浓度不高于10mg/L的苯酚，对更高浓度的苯酚也具有较高水平的降解作用。
[0005] 本发明为实现上述目的所采取的技术方案包括如下各方面所列。
[0006] 本申请的第一个方面，提供一种去除地下水苯酚污染的降解剂，所述降解剂包括吸附有球形红细菌发酵液的碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒，
[0007] 其中，所述球形红细菌菌株是球形红假单胞菌；
[0008] 所述球形红细菌的吸附量是109～1010cells/100g碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒。
[0009] 本申请的球形红细菌发酵液在发酵降解过程中生成一类糖脂类生物表面活性剂，由于其具有较强的乳化作用、增溶作用、润湿和渗透作用，不仅提高了其负载入碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒的能力，还提高了球形红细菌对苯酚及其他烷烃类化合物的降解效率，配合碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒使得最终形成的降解剂对苯酚具有较高的吸附特性和进一步的降解特性，具体表现为：可在缺氧甚至无氧和/或低温环境下完全降解浓度不高于10mg/L的苯酚，可以被用于地下水缺氧甚至无氧和/或低温条件下苯酚污染的降解；可在低温和/或缺氧条件下对浓度高于10mg/L的苯酚进行较高水平的降解去除，可以被用于地下水低温和/或缺氧条件下苯酚污染的降解；此外，采用固定化手段将上述微生物发酵液固定后可使降解剂对外界环境的变化起到缓冲作用，可以提供稳定降解环境，更适应毒性环境，处理浓度更高的地下水苯酚污染，并延长降解剂的使用时间和次数。
[0010] 本申请的第二个方面，提供一种制备第一个方面所述去除地下水苯酚污染的降解剂的方法，包括下述步骤：
[0011] -制备碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒；
[0012] -获取球形红细菌发酵液；
[0013] -以碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒吸附球形红细菌菌液。
[0014] 在本申请发明内容及优选实施方案中，所述制备碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒的方法包括以下步骤：
[0015] 1)称取葡萄糖固体与乙二胺至适量蒸馏水中并搅拌均匀，在200～220℃恒温干燥箱中反应10～12h，自然冷却到室温，所得溶液用0.22μm滤膜过滤，再在蒸馏水环境中透析2～5d，冷冻干燥即得粉末状碳量子点；
[0016] 2)钛酸四丁酯、冰乙酸和一无水乙醇混均得Ⅰ溶液；0.1mol/L盐酸和另一无水乙醇混均得Ⅱ溶液；搅拌下将Ⅱ溶液以1～2滴/s的速度滴入Ⅰ液中，出现黄色透明溶胶时停止滴入并加入0.8～1.0mol/L氢氧化钠溶液，拌匀后静置即得到钛柱化剂；
[0017] 3)在搅拌的条件下，将钛柱化剂缓慢滴加到质量浓度为1％的钠基蒙脱石悬浮液中，室温下120～180r/min连续搅拌6h，离心过滤，洗去Cl-，烘干，烘干后研磨，过200～300目筛，高温焙烧后研磨，重复过筛，即可得钛柱撑蒙脱石；
[0018] 4)足量蒸馏水中先加入聚乙烯醇和海藻酸钠，边升温边搅拌，溶解后，再加入钛柱撑蒙脱石和碳量子点，搅拌均匀，待杯中混合物粘稠，停止加热和搅拌，冷却至室温后，用注射针筒将混合物均匀挤入2.5～2.8％CaCl2溶液中制得碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒，浸泡12h后用蒸馏水洗净过滤烘干即得。
[0019] 进一步地，步骤1)中所述葡萄糖固体与乙二胺的比值是1.6～1.8:1(g:mL)。
[0020] 进一步地，步骤2)中所述钛酸四丁酯、冰乙酸和一无水乙醇、盐酸、另一无水乙醇和氢氧化钠溶液的体积比是5:1:5:12:3:4。
[0021] 进一步地，步骤2)中的搅拌是以120～180r/min搅拌。
[0022] 进一步地，步骤2)中的静置时间是6～8h。
[0023] 进一步地，步骤3)中的高温焙烧温度是320～350℃，焙烧时间是3～5h。
[0024] 进一步地，步骤4)中的聚乙烯醇、海藻酸钠、钛柱撑蒙脱石与碳量子点的重量比是0.6～1:1:20～40:0.03～0.05。
[0025] 进一步地，步骤4)中的温度最高不超过50℃。
[0026] 本发明以钠基蒙脱石作基质材料，钛酸四丁酯为钛源，制备了钛柱撑蒙脱石；然后将聚乙烯醇、海藻酸钠、钛柱撑蒙脱石和由葡萄糖和乙二胺制备而成的粉末状碳量子点以一定的质量比制备碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒，所述碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒对酚类物质特别是苯酚具有优异的吸附作用，可以将地下水中的苯酚吸附并经球形红细菌发酵液进一步降解，从而达到去除地下水苯酚污染的目的，此外，碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒还具有吸附重金属离子的作用，可进一步地对地下污染水中的重金属离子起到去除降解功效，净化地下水资源。
[0027] 在本申请发明内容及优选实施方案中，获取球形红细菌发酵液的方法包括以下步骤：
[0028] 1)将活化的球形红细菌以12～14％(m/m)的量接种至含有80～120mg/L苯酚的驯化培养基中，以单色蓝光辐照，28～30℃下培养驯化5～6个周期得驯化种子液；
[0029] 2)取驯化种子液以8～10％(v/v)接种量接入发酵培养基，于30～32℃条件下120～200r/min振荡培养48～72h得球形红细菌发酵液。
[0030] 进一步地，所述球形红细菌是球形红假单胞菌。
[0031] 进一步地，所述驯化培养基含有：苹果酸2.5～4.0g/L、酵母膏1.0～1.2g/L、(NH4)2SO41.5～1.8g/L、MgSO40.3～0.5g/L、CaCl20.1～0.15g/L、K2HPO41.0～1.5g/L、苯酚80～
120mg/L，余量蒸馏水，自然pH，121℃灭菌20min。
[0032] 进一步地，所述单色蓝光辐照的光照强度是3500～4000Lux，蓝光波长是420～465nm。
[0033] 进一步地，所述发酵培养基含有：葡萄糖35～40g/L、玉米浆干粉3～5g/L、谷氨酸钠2.5～2.8g/L、NaCl2.3～2.5g/L、(NH4)2SO43.0～3.5g/L、KH2PO43.0～3.5g/L，MgSO410.5～11.0g/L、辅液2.5～3.0mL/L，余量蒸馏水；pH7.2～7.4，121℃灭菌20min。
[0034] 特别进一步地，所述辅液含有：盐酸硫胺1.5g/L、生物素0.02g/L、烟酸1.5g/L，余量是蒸馏水。
[0035] 本申请中，以含有苯酚的驯化培养基与单色蓝光辐照联合驯化可以使球形红细菌在发酵降解过程中生成一类糖脂类生物表面活性剂，由于其具有较强的乳化作用、增溶作用、润湿和渗透作用，不仅提高了其负载入碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒的能力，还提高了球形红细菌对苯酚及其他烷烃类化合物的降解效率，使得最终形成的降解剂即吸附有球形红细菌的碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒对苯酚具有较高的吸附特性和降解特性，可在缺氧甚至无氧条件下完全降解浓度不高于10mg/L的苯酚，可以被用于地下水低温条件下苯酚污染的降解；可在低温环境下，完全降解浓度不高于10mg/L的苯酚，可以被用于地下水低温条件下苯酚污染的降解；可在低温和/或缺氧条件下对浓度高于10mg/L的苯酚进行较高水平的降解去除，可以被用于地下水苯酚污染的降解。
[0036] 在本申请发明内容及优选实施方案中，所述球形红细菌菌株是球形红假单胞菌。
[0037] 在本申请发明内容及优选实施方案中，所述球形红细菌的吸附量是109～1010cells/100g碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒。
[0038] 本申请的第三个方面，提供去除地下水苯酚污染的降解剂的应用，所述应用包括将所述降解剂与被苯酚污染的地下水接触并去除地下水中的苯酚；
[0039] 所述降解剂为本申请第一个方面所述之任意一种去除地下水苯酚污染的降解剂或由本申请第二个方面所述之任意一种方法制备得到的任意一种降解剂。
[0040] 本发明的有益效果为：
[0041] 1)所述碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒对酚类物质特别是苯酚具有优异的吸附作用，可以将地下水中的苯酚吸附并经球形红细菌发酵液进一步降解，从而达到去除地下水苯酚污染的目的；
[0042] 2)碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒还具有吸附重金属离子的作用，可进一步地对地下污染水中的重金属离子起到去除降解功效，净化地下水资源；
[0043] 3)以含有苯酚的驯化培养基与单色蓝光辐照联合驯化可以使球形红细菌在发酵降解过程中生成一类糖脂类生物表面活性剂，由于其具有较强的乳化作用、增溶作用、润湿和渗透作用，不仅提高了其负载入碳量子点掺杂钛柱撑蒙脱石颗粒的能力，还提高了球形红细菌对苯酚及其他烷烃类化合物的降解效率；
[0044] 4)采用固定化手段将上述微生物发酵液固定后可使降解剂对外界环境的变化起到缓冲作用，可以提供稳定降解环境，更适应毒性环境，处理浓度更高的地下水苯酚污染，并延长降解剂的使用时间和次数；
[0045] 5)本申请的降解剂对苯酚具有较高的吸附特性和降解特性，可在缺氧甚至无氧条件下完全降解浓度不高于10mg/L的苯酚，可以被用于地下水低温条件下苯酚污染的降解；可在低温环境下，完全降解浓度不高于10mg/L的苯酚，可以被用于地下水低温条件下苯酚污染的降解；可在低温和/或缺氧条件下对浓度高于10mg/L的苯酚进行较高水平的降解去除，可以被用于地下水苯酚污染的降解。
[0046] 本发明采用了上述技术方案提供范文，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
