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专利号: 2024105038278
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、制备固定尺寸的且由黄原胶、乳酸钙和蔗糖三种分散液混合的混合液制得的冷冻核心fCore;

S2、制备具有单层膜结构的弱凝胶碳源内核fCore@Zein/CA;

S3、制备封装有碳源的双层Zein/CA膜水凝胶缓释碳源;

步骤S2中包括: S2‑1、将步骤S1中制备的冷冻核心fCore投入海藻酸钠(SA)水溶液中,置于固定转速的摇床中,一定时间后过筛,用纯水冲洗,擦干后得到具有单层CA包覆膜层的包膜碳源核心;

S2‑2、将干燥的具有单层CA包覆膜层的包膜碳源核心投入氯化钙水溶液中进行二次交联,一定时间后过筛,得到具有更致密CA膜层的高机械性能包膜碳源核心;

S2‑3、将二次交联后的包膜碳源核心投入Zein乙醇溶液中,一定时间后过筛,用纯水冲洗,擦干后得到具有单层膜结构的弱凝胶碳源内核fCore@Zein/CA;

步骤S3中包括:S3‑1、将步骤S2中制备的具有单层膜结构的弱凝胶碳源内核fCore@Zein/CA再次置于SA溶液中,经固定转速摇床摇晃后过筛,纯水冲洗,擦干后得到具有双层膜结构的包膜碳源材料;

S3‑2、将具有双层膜结构的包膜碳源材料置于氯化钙溶液中,再次完成交联强化,过筛;

S3‑3、将再次交联强化后的具有双层膜结构的包膜碳源材料重新置于Zein乙醇溶液中,一定时间后过筛,用纯水冲洗,擦干后得到封装有碳源的双层Zein/CA膜水凝胶缓释碳源。

2.如权利要求1所述的一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于:步骤S1中包括:S1‑1、将黄原胶、乳酸钙和蔗糖三种水溶液分散液混合并不断进行机械搅拌,制得缓释碳源的液态核心组成溶液,并静置于冰箱中冷藏排出气泡,设置温度1‑4℃;

S1‑2、将无气泡的液态核心组成溶液加入到固定尺寸的模具中,模具置于冰箱进行冷冻,温度低于‑10℃,制得冷冻核心fCore。

3.如权利要求2所述的一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于:步骤S1‑1中,黄原胶、乳酸钙和蔗糖三种水溶液分散液混合的混合液中,含30%的蔗糖、1%‑3%的乳酸钙和0.5%‑1.5%的黄原胶。

4.如权利要求2所述的一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于:步骤S1‑2中,固定尺寸模具材质为硅胶,孔径0.5‑3 cm。

5.如权利要求1所述的一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于:步骤S2‑1中采用1%SA水溶液,摇床转速为200 rpm,设置时间为5‑25 min,温度为室温;

步骤S2‑2中采用1%氯化钙水溶液,二次交联时间3 min。

6.如权利要求1所述的一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于:步骤S2‑3中采用3%Zein乙醇溶液,其中所用乙醇浓度为50%,浸泡时间为5 min。

7.如权利要求1所述的一种水凝胶包膜缓释碳源的制备方法,其特征在于:步骤S3‑1中采用1%SA水溶液,摇床转速为200 rpm,设置时间为5 min,温度为室温;

步骤S3‑2中采用1%氯化钙水溶液,再次交联强化时间1 min;

步骤S3‑3中采用3%Zein乙醇溶液,其中所用乙醇浓度为50%,重新浸泡时间为3 min。

8.一种水凝胶包膜缓释碳源的应用方法,其特征在于:包括以下步骤;a、获取如权利要求1至7中任意一项权利要求的制备方法制备得到的水凝胶包膜缓释碳源;b、获取直投型水凝胶包膜缓释碳源应用的SBR反应装置;将步骤a中获得的水凝胶包膜缓释碳源直接投递在步骤b中获得的直投型水凝胶包膜缓释碳源应用的SBR反应装置进行应用;

所述直投型水凝胶包膜缓释碳源应用的SBR反应装置包括下端的磁力搅拌器,在磁力搅拌器上端安装设置有投递容器,投递容器外部设置有水浴保温层,在水浴保温层内部设置有电加热棒;还包括进水蠕动泵和出水蠕动泵,进水蠕动泵通过进水管道与投递容器相连,出水蠕动泵通过出水管道与投递容器相连;还包括曝气泵和转子流量计,曝气泵通过曝气管道与投递容器相连,且在曝气管道上设置有所述转子流量计。