一种稀土化合物絮凝剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于稀土化合物应用，具体涉及一种稀土化合物絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、三角褐指藻是一种具有高经济价值的单细胞海洋硅藻，因其独特的生物学特性，已被广泛应用于食品、药品和生物燃料等多个领域。作为一种高效的油脂生产者，三角褐指藻的油脂含量极高，通常在30wt％至50wt％之间，这使其在生物柴油生产领域展现出巨大的应用潜力。研究表明，在特定的培养条件下，三角褐指藻的油脂产率可达到2.94mg/l/d2，这一数据表明其在大规模工业化应用中具有显著的优势。

2、除了在能源领域的应用价值，三角褐指藻还富含岩藻黄素，这是一种具有多种潜在药理活性的天然色素。岩藻黄素具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等功效，因此被广泛应用于营养补充剂中，为人类健康提供了重要的保障。

3、然而，尽管三角褐指藻具有如此多的优点，其收获和分离过程仍然是一个亟待解决的技术难题。目前，收获三角褐指藻的主要方法包括离心法、过滤法和沉降法。离心法虽然能够提供较高的分离效率，但由于其高能耗和设备要求，仅适用于实验室规模的操作。在工业化生产中，通常采用大型过滤器进行处理，但这种方法不仅回收率较低，而且成本高昂，同时还会对藻体的完整性造成一定的影响。此外，专门针对三角褐指藻的收集和絮凝剂的研究相对较少，相关报道也极为有限。

4、尽管如此，仍有一些专利技术试图解决这一问题。例如，cn 1418825a公开了一种高效的藻类絮凝剂及其在治理赤潮和水华中的应用方法。该方法采用天然高分子聚合物改性的粘土作为絮凝剂，在投入量为0.005g/l时，经过8小时的处理，可实现95wt％以上的絮凝率。这一技术为三角褐指藻的工业化收集提供了一种可能的解决方案。此外，日本专利jp57131119提出了一种无机酸处理粘土的方法，而美国专利us6071859则介绍了不饱和脂肪酸与粘土混合的方法。这些技术虽然在一定程度上提高了絮凝效果，但仍然存在诸多不足。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种稀土化合物絮凝剂。

2、本发明的另一目的在于提供上述稀土化合物絮凝剂的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供上述稀土化合物絮凝剂的应用。

4、本发明的技术方案如下：

5、一种稀土化合物絮凝剂，由葡萄糖酸稀土化合物、吡啶硫酮稀土化合物和水组成，其中：

6、葡萄糖酸稀土化合物的含量为5-15wt％，该葡萄糖酸稀土化合物为葡萄糖酸钠与第一氯化稀土盐在水中反应制成；

7、吡啶硫酮稀土化合物的含量为0.4-0.6wt％，该吡啶硫酮稀土化合物为吡啶硫酮钠与第二氯化稀土盐在水中反应制成。

8、在本发明的一个优选实施方案中，所述第一氯化稀土盐选自氯化镧、氯化铕和氯化钆。

9、进一步优选的，所述第二氯化稀土盐选自氯化钐、氯化铈和氯化镧。

10、上述稀土化合物絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

11、(1)制备葡萄糖酸稀土化合物溶液；

12、(2)制备吡啶硫酮稀土化合物溶液；

13、(3)将步骤(2)制得的吡啶硫酮稀土化合物溶液加入到步骤(1)制得的葡萄糖酸稀土化合物溶液，充分搅拌，即得所述稀土化合物絮凝剂。

14、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)包括：

15、a、将葡萄糖酸钠加入到离子水中，搅拌制备成透明溶液；

16、b、将步骤a所得的透明溶液加热至40℃，并不断的搅拌，使葡萄糖酸钠分子链完全伸展开；

17、c、将第一氯化稀土盐搅拌溶解于去离子水中获得溶液；

18、d、边搅拌边将步骤c所得的溶液缓慢滴加到步骤(2)所得的物料中，滴加完成后在40℃下继续反应2h，接着冷却至室温，获得葡萄糖酸钆溶液。

19、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)包括：

20、a、将吡啶硫酮钠加入去离子水，搅拌混合均匀；

21、b、将第二氯化稀土盐搅拌溶解于去离子水中获得溶液；

22、c、将步骤b所得的溶液滴加到步骤a所得的物料中，滴加完成后，常温常压下反应3h，获得沉淀，依次经过滤和洗涤，获得吡啶硫酮镧溶液。

23、上述稀土化合物絮凝剂在收集海水中三角褐脂藻中的应用。

24、在本发明的一个优选实施方案中，每吨海水中添加20kg所述稀土化合物絮凝剂。

25、一种海水中三角褐脂藻的收集方法，在含有三角褐脂藻的海水中添加上述稀土化合物絮凝剂，搅拌均匀后，收集沉淀。

26、在本发明的一个优选实施方案中，每吨海水添加20kg所述稀土化合物絮凝剂。

27、本发明的有益效果是：

28、1、本发明中的稀土离子具有正电性，表现出极强的配位能力和高配位数。与此同时，三角褐指藻表面带有负电性；因此，当稀土离子与三角褐指藻接触时，二者能够迅速发生电荷相互作用，导致三角褐指藻快速团聚并形成团状物，进而逐渐沉淀。

29、2、本发明中的吡啶硫酮具有抑制细菌和藻类生长的功能，能够在上述葡萄糖酸稀土的存储过程中提供抗菌效果，同时促进稀土离子的释放，进一步增强对三角褐指藻的抑制作用；因此，吡啶硫酮与葡萄糖酸稀土的协同作用能够有效促进三角褐指藻的快速絮凝，实现高效、短时、低剂量的工业化应用。

技术特征：

1.一种稀土化合物絮凝剂，其特征在于：由葡萄糖酸稀土化合物、吡啶硫酮稀土化合物和水组成，其中：

2.如权利要求1所述的一种稀土化合物絮凝剂，其特征在于：所述第一氯化稀土盐选自氯化镧、氯化铕和氯化钆。

3.如权利要求2所述的一种稀土化合物絮凝剂，其特征在于：所述第二氯化稀土盐选自氯化钐、氯化铈和氯化镧。

4.权利要求1至3中任一权利要求所述的一种稀土化合物絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)包括：

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)包括：

7.权利要求1至3中任一权利要求所述的稀土化合物絮凝剂在收集海水中三角褐脂藻中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：每吨海水中添加20kg所述稀土化合物絮凝剂。

9.一种海水中三角褐脂藻的收集方法，其特征在于：包括：在含有三角褐脂藻的海水中添加权利要求1至3中任一权利要求所述的稀土化合物絮凝剂，搅拌均匀后，收集沉淀。

10.如权利要求9所述的收集方法，其特征在于：每吨海水添加20kg所述稀土化合物絮凝剂。

技术总结
本发明公开了一种稀土化合物絮凝剂及其制备方法和应用，由葡萄糖酸稀土化合物、吡啶硫酮稀土化合物和水组成，其中：葡萄糖酸稀土化合物的含量为5‑15wt％，该葡萄糖酸稀土化合物为葡萄糖酸钠与第一氯化稀土盐在水中反应制成；吡啶硫酮稀土化合物的含量为0.4‑0.6wt％，该吡啶硫酮稀土化合物为吡啶硫酮钠与第二氯化稀土盐在水中反应制成。本发明中的稀土离子具有正电性，表现出极强的配位能力和高配位数。与此同时，三角褐指藻表面带有负电性；因此，当稀土离子与三角褐指藻接触时，二者能够迅速发生电荷相互作用，导致三角褐指藻快速团聚并形成团状物，进而逐渐沉淀。

技术研发人员：王胜龙,宋立军,梁君荣,李金蕾,陈龙楠,林凤龙,吴银财
受保护的技术使用者：厦门稀土材料研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10