专利名称：采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及抑菌粉剂及其制备方法，尤其是天然电气石载钴无机抑菌粉 剂及其制备方法。
技术背景近年来，随着国民经济的加速发展，工业废水特别是硫酸盐废水的污染 越来越严重，我国很多城市的地下水已经受到了不同程度的硫酸盐污染。含硫酸盐酸性废水不经处理直接排入水体将造成受纳水体酸化，.降低水体pH 值，并产生潜在腐蚀性；这类酸性废水也会破坏土壤结构，减少农作物产量。 硫酸盐废水潜伏周期长，虽然有自然还原菌的活性，在短时间内不会有明显 的负面影响，.一旦因长期积累形成大面积污染，治理的难度很大，特别是在 油田生产过程中，硫酸盐还原菌的繁殖会造成很多危害，例如地面系统中 腐蚀产物(主要为不溶于水的金属硫化物)导致水体发黑，悬浮固体量增加。 如何有效的抑制硫酸盐还原菌的活性，已经成为油田生产的一个非常受关注 的问题。目前，抗菌剂的种类大体上町分为无机系、有机系和天然生物系3大类无机抗菌剂通过将无机材料固有的稳定性和抗菌成分的高效性、广谱性相结 合，成功地克服了有机抗菌剂的缺点，无机抑菌剂和杀菌剂则是指以无机材 料大部分为天然或人工矿物材料等作为载体，载有具备一定抗菌能力的金属元素和金属离子以及纳米抑菌材料所研制而成的一种新型的无机抗菌剂；有 机抗菌剂的应用已有相当长的历史，在选用有机抗菌剂时，除考虑其安全性 外，还存在耐热性差、易分解和使用寿命短等问题；天然抗菌剂主要以天然 植物为提取物，资源浪费严重，推广应用有一定的困难。发表在2006年云南大学学报的论文《天然电气石载银抗菌剂的研究》提出了一种采用的是天然的电气石作为抗菌剂的理论，采用的电气石粒径在20pm左右，合成方法主要是固相合成法，通过研磨混合煅烧而成，但这种方 法也存在浪费资源，推广应用有一定困难的缺点。
发明内容
本发明为解决天然抗菌剂主要以天然植物为提取物，浪费资源，推广应用有一定的困难；现有的有机抗菌剂的安全性差、耐热性差、易分解和使用 寿命短的问题，提供了一种采用电气石载钴的无机抑制硫酸盐还原菌粉剂及 制备方法。本发明的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂由电气石和氯化 钴固体组成，按质量百分比电气石为60~99.99%、氯化钴固体为0.01~40%，经混合、烘干、研磨、煅烧和再研磨制成。本发明的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂的制备方法步骤 如下步骤一、采用纳米或亚微米电气石，粒径为50 800nm，按质量百分比取 电气石为60~99.99%，放入去离子水中，用磁力搅拌器进行搅拌，制成0.1g/ml 的悬浮溶液；步骤一、采用纳米或亚微米电气石，粒径为50 800nm，按质量百分比取 电气石为60~99.99%，放入去离子水中，用磁力搅拌器进行搅拌，制成0.1g/ml 的悬浮溶液；步骤二、向步骤一获得的悬浮溶液中添加硝酸盐溶液0.03mol/L，将pH值调整至4~8;步骤三、向步骤二获得的混合溶液中按质量百分比添加0.01 40%的氯化 钴固体，再加入固体聚乙二醇分散剂，搅拌4~5个小时，聚乙二醇分散剂在 体系中的终浓度为1.5~2.5%;步骤四、对步骤三进行减压抽滤分离获得沉淀物，用去离子水清洗沉淀物；步骤五、将经过步骤四分离、清洗后的粉末放在恒温干燥箱内以90~110°C 进行烘干；步骤六、将经过步骤五烘干的粉末进行研磨，研磨后的粉末在200 800。C 中煅烧2 4个小时，对煅烧后粉末再次进行研磨后，即获得电气石载钴的无 机抑制硫酸盐还原菌粉剂。电气石矿物的化学成分非常复杂，直到20世纪50年代对其晶体结构确 定后，才提出比较合理的结构通式，其通式表示为XY3Z6Si6018(B03)3W4， 式中X主要由Na、 Ca或包括K，或者部分空位占据；Y主要由Fe^和 (或)Mg"、 Al"士Li+或Fe3+，通常还被Mn"和Mn"占据；Z主要由Al3+、 Fe3+ 或Q"3+占据，也可能包括Mg"和V3+; W由OH— 、 F、 CT2占据。X， Y， Z的 3个位置的原子或离子种类不同时，会影响电气石的颜色。电气石晶体结构属 于三方晶系，C、-R3m群，所以电气石为异极性矿物。电气石作为一种新型 环保材料，具有广泛的应用前景。本发明采用了粒径为50 800nm的纳米或亚微米的电气石，用表面改性和 离子交换以及固相合成法载钴，不仅有效的提高了载钴量，而且提高了硫酸 盐还原菌杀菌的效果。该无机抑菌剂具有电气石本身能产生负离子、电极性、 自发极化效应、压电性和远红外辐射特性，提高了接触的表面积；同时具有 其他抑菌剂不具有的抑菌功能，对大肠杆菌抑菌效果100%;能有效的提高氧 化还原电位，抑制硫酸盐还原菌的活性，使之不再进行硫酸盐还原反应，不 再产生硫化氢气体和硫化物；对硫酸盐还原菌的抑制率在100%，该抑菌粉剂 添加到纤维纺织制品中，还广泛适用于水污染的治理和水体修复。本发明的 抑菌粉剂具有节省资源、安全性好、耐热性好、不易分解和使用寿命长的特 点。对于减少硫酸盐还原菌对油田生产及经济效益方面的影响，具有广泛的 应用前景。
图l是本发明所述的电气石扫描电镜(SEM)形貌图，图2是本发明所述 的电气石的原子力显微镜(AFM)示意图，图3是本发明所述的电气石载钴的 SEM形貌图，图4是电气石和电气石载钴的红外光谱图，图5是电气石载原 样的XRD图，图6是电气石载钴的XRD图，图7是80(TC时电气石载钴的 XRD图，图8是电气石载钴对硫酸盐还原菌的活性的抑制图。
具体实施方式
具体实施方式
一本实施方式的电气石载钴无机抑硫酸盐还原菌粉剂由 电气石和氯化钴固体组成，按质量百分比电气石为60~99.99%、氯化钴固体为 0.01 40%经混合、烘干、研磨、煅烧和再研磨制成。
具体实施方式
二本实施方式按质量百分比电气石为60%、氯化钴固体 为40%制成。其它组成与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式按质量百分比电气石为80%、氯化钴固体 为20%制成。其它组成与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式按质量百分比电气石为99.99%、氯化钴固 体为0.01%制成。其它组成与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂的制备方法步骤如下-步骤一、采用纳米或亚微米电气石，粒径为50 800nm，按质量百分比取 电气石为60~99.99%，放入去离子水中，用磁力搅拌器进行搅拌，制成0.1g/ml 的悬浮溶液；步骤二、向步骤一获得的悬浮溶液中添加硝酸盐溶液0.03mol/L，将pH 值调整至4~8;步骤三、向步骤二获得的混合溶液中按质量百分比添加0.01~40%的氯化 钴固体，再加入固体聚乙二醇分散剂，搅拌4 5个小时，聚乙二醇分散剂在 体系中的终浓度为1.5 2.5%;步骤四、对步骤三进行减压抽滤分离获得沉淀物，用去离子水清洗沉淀物；步骤五、将经过步骤四分离、清洗后的粉末放在恒温干燥箱内以90 11(TC 进行烘干；步骤六、将经过步骤五烘干的粉末进行研磨，研磨后的粉末在200 80(TC 中煅烧2~4个小时，对煅烧后粉末再次进行研磨后，即获得电气石载钴的无 机抑制硫酸盐还原菌粉剂。
具体实施方式
六本实施方式步骤一中电气石的粒径为10 700nm。其它 步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七本实施方式步骤一中按质量百分比取电气石为 70~95%。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
八本实施方式步骤三中的聚乙二醇分散剂在体系中的浓 度为2%。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
九本实施方式步骤五中的粉末放在恒温干燥箱内以100 105°<3进行烘干。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
十本实施方式步骤六中研磨后的粉末在400 75(TC温度煅 烧。其它步骤与具体实施方式
五相同。
权利要求
1、采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂，它由电气石和氯化钴固体组成，其特征在于按质量百分比电气石为60～99.99％、氯化钴固体为0.01～40％经混合、烘干、研磨、煅烧和再研磨制成。
2、 根据权利要求1所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂， 其特征在于按质量百分比电气石为60%、氯化钴固体为40%制成。
3、 根据权利要求1所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂， 其特征在于按质量百分比电气石为80%、氯化钴固体为20%制成。
4、 根据权利要求1所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂， 其特征在于按质量百分比电气石为99.99%、氯化钴固体为0.01%制成。
5、 权利要求1所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂的制 备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下步骤一、采用纳米或亚微米电气石，粒径为50 800nm，按质量百分比取 电气石为60~99.99%，放入去离子水中，用磁力搅拌器进行搅拌，制成0.1g/ml 的悬浮溶液；步骤二、向步骤一获得的悬浮溶液中添加硝酸盐溶液0.03mol/L，将pH 值调整至4~8;步骤三、向步骤二获得的混合溶液中按质量百分比添加0.01 40%的氯化 钴固体，再加入固体聚乙二醇分散剂，搅拌4 5个小时，聚乙二醇分散剂在 体系中的终浓度为1.5~2.5%;步骤四、对步骤三进行减压抽滤分离获得沉淀物，用去离子水清洗沉淀物；步骤五、将经过步骤四分离、清洗后的粉末放在恒温干燥箱内以90~110°C 进行烘干；步骤六、将经过步骤五烘干的粉末进行研磨，研磨后的粉末在200 800。C 中煅烧2 4个小时，对煅烧后粉末再次进行研磨后，即获得电气石载钴的无 机抑制硫酸盐还原菌粉剂。
6、 根据权利要求5所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂 的制备方法，其特征在于步骤一中电气石的粒径为10 700nm。
7、 根据权利要求5所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂的制备方法，其特征在于步骤一中按质量百分比取电气石为70 95%。
8、 根据权利要求5所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂 的制备方法，其特征在于步骤三中的聚乙二醇分散剂在体系中的终浓度为 2%。
9、 根据权利要求5所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂 的制备方法，其特征在于步骤五中粉末放在恒温干燥箱内以100 105'C进行烘 干。
10、 根据权利要求5所述的采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉 剂的制备方法，其特征在于步骤六中研磨后的粉末在400 75(TC温度煅烧。
全文摘要
采用电气石载钴抑制硫酸盐还原菌活性的粉剂及制备方法，它涉及抑菌剂及其制备方法，以解决现有天然抗菌剂难以推广；有机抗菌剂的安全性差、耐热性差、易分解和使用寿命短的问题。本发明按质量百分比由电气石为60～99.99％、氯化钴固体为0.01～40％制成。制备方法为一、采用纳米或亚微米电气石，放入去离子水中搅拌；二、添加硝酸盐溶液，pH值调整至4～8；三、添加钴和分散剂，搅拌；四、减压抽滤分离，用去离子水清洗；五、将分离、清洗后的粉末进行烘干；六、将烘干的粉末进行研磨、煅烧后粉末再次进行研磨后，即获得无机抑菌粉剂。本发明采用纳米或亚微米的电气石，用表面改性和离子交换以及固相合成法，不仅有效的提高了载钴量，而且提高了抑制菌剂的杀菌效果。
文档编号A01N25/08GK101116447SQ20071007277
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月6日 优先权日2007年9月6日
发明者吕晓磊, 皓 周, 原 沃, 侃 蒋, 放 马, 杰 高, 利 魏 申请人:哈尔滨工业大学