专利名称：采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及无机抑制硫酸盐还原菌粉剂及制备方法。
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已 经相当严重。我国的很多大城市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使受纳水体酸化，降低水体pH值， 危害水生生物，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，虽然有自然硫酸盐还原菌的活性，己经成 为油田生产的 一个非常受观注的问题。目前，抗菌剂的种类大体上可分为天然生物系、有机系和无机系3大类 一、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；二、有机抗菌剂的应用己有相当长的历史，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；三、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。赵雪君，吴兴惠等人在2006年云南大学学报发表的论文《天然电气石载 锌抗菌剂的研究》，赵雪君等人采用的是天然的电气石，粒径在20)im左右， 合成方法主要是固相合成法，通过研磨混合煅烧而成的，这种方法存在浪费资 源，推广应用有一定困难的缺点。发明内容本发明为了解决现有有机抗菌剂的安全性差，还存在耐热性差、易分解和 使用寿命短；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 定的困难的问题，提供了一种采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂及制备 方法。本发明的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌的粉剂由电气石和锌盐组 成，采用表面改性和离子交换以及固相合成法将所述锌盐载到所述电气石上，所述电气石的粒径为50nm 800nm，所述锌盐固体占电气石的质量百分比为 0.01% 40%。本发明采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的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，在磁力搅拌器下进行搅拌，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加入0.03mol/L硝酸盐溶液，将pH 值调整为4 8;步骤三向步骤二获得的混合溶液中加入占电气石质量l'f分比0.01 40% 的锌盐同体，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，用去离子次清洗沉淀物； 步骤五将步骤四分离、清洗后的沉淀物放在恒温干燥箱内以90 11(TC 进行烘干；步骤六将步骤五烘干的沉淀物进行研磨IO分钟，研磨后的粉末在200 80(TC煅烧2 4个小时；步骤七对步骤六煅烧后的粉末再次进行研磨IO分钟，即获得电气石载锌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+、 Fe"或Cr"占据，也可能包括Mg"和v3+; w由oir 、 r、 0々占据。x， y， z三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 800nrn的纳米或亚微米的电气石，具有了纳米 离子的特性，用表面改性和离子交换以及固液相合成法载锌，不仅有效的提高 了载锌量，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。本发明的抑制菌粉剂安全，不存在耐热性、易分解和使用寿命短的 问题；以及节省资源。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1是电气石显微镜观察图；图2是载锌电气石显微镜观察图；图3是电 气石扫描电镜图；图4是载锌电气石扫描电镜图；图5是电气石与载锌电气石 的红外光谱图；图6是电气石X射线(XRD)谱图；图7是载锌电气石X射线 (XRD)谱图；图8是在450'C条件下煅烧的载锌电气石X射线(XRD)谱图；图 9是在550'C条件下煅烧的载锌电气石X射线(XRD)谱图；图10是在65(TC条 件下煅烧的载锌电气石X射线(XRD)谱图；图11是在80(TC条件下煅烧的载 锌电气石X射线(XRD)谱图；图12是硫酸盐还原酶酶活力检测图，图中"固" 曲线为未添加载锌电气石硫酸盐还原菌硫酸盐还原酶酶活力曲线，图中"參" 曲线为添加载锌电气石硫酸盐还原菌硫酸盐还原酶酶活力曲线。
具体实施方式
具体实施方式
一本实施方式的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂 由电气石和锌盐组成，采用表面改性和离子交换以及固相合成法将所述锌盐载 到所述电气石上，所述电气石的粒径为50nm 800nm，所述锌盐固体占电气 石质量百分比为0.01% 40°/。。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同点在于锌盐为硫酸锌 或硝酸锌或两种锌盐任意比的混合物。其它组成与具体实施方式
一相同。具伴实施方式三本实施方式与具体实施方式
一不同点在于锌盐固体占电
气石质量百分比为0.1% 30%制成。其它组成与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同点在于锌盐固体占电 气石质量百分比为20%制成。其它组成与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的 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，在磁力搅拌器下进行搅拌，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加入0.03mol/L硝酸盐溶液，将pH 值调整为4 8;步骤三向步骤二获得的混合溶液中加入占电气石质量「l分比0.01 40% 的锌盐同体，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，用去离子次清洗沉淀物； 步骤五将步骤四分离、清洗后的沉淀物放在恒温干燥箱内以90 11(TC 进行烘干；步骤六将步骤五烘干的沉淀物进行研磨IO分钟，研磨后的粉末在200 800。C煅烧2 4个小时；步骤七对步骤六煅烧后的粉末再次进行研磨IO分钟，即获得载锌电气 石的无机抑制硫酸盐还原菌粉剂。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤二中硝酸 盐溶液为硝酸钠。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤三中聚乙 二醇分散剂在体系中的终浓度为2%。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤五中采用8(TC 12(TC的温度进行恒温干燥。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤五中采用105'C的温度进行恒温干燥。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤六中的 煅烧温度为200°C 400°C。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤六中 的煅烧温度为400°C 600°C。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤六中 的煅烧温度为600°C 800°C。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
五不同点在于步骤六中的煅烧温度为30(TC或50(TC或700°C。其它步骤与具体实施方式
五相同。
权利要求
1、采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂，其特征在于它由电气石和锌盐组成，所述电气石的粒径为50nm～800nm，所述锌盐固体占电气石质量百分比为0.01％～40％。
2、 根据权利mii5M的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂，其 特征在于锌盐为硫酸锌或硝酸锌或两种锌盐任意比的混合物。
3、 根据权利要求1所述的釆用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂，其 特征在于锌盐固体占电气石质量百分比为0.1% 30%制成。
4、 根据权利要求1所述的釆用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂，其 特征在于锌盐固体占电气石质量百分比为20%制成。
5、 釆川载锌屯气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的制备力'法，其特征在于的 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，在磁力搅拌器下进行搅拌，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加入0.03mol/L硝酸盐溶液，将pH 值调整为4 8;步骤三向步骤二获得的混合溶液中加入占电气石质量ri分比0.01 40% 的锌盐同体，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，用去离子次清洗沉淀物；步骤五将步骤四分离、清洗后的沉淀物放在恒温干燥箱内以90 11(TC 进行烘干；步骤六将步骤五烘干的沉淀物进行研磨10分钟，研磨后的粉末在200 80(TC煅烧2 4个小时；步骤七对步骤六煅烧后的粉末再次进行研磨10分钟，即获得电气石载锌的无机抑制硫酸盐还原菌粉剂。
6、 根据权利要求5所述的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的制备方法，其特征在于步骤二中硝酸盐溶液为硝酸钠。
7、 根据权利要求5所述的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的制 备方法，其特征在于步骤三中聚乙二醇分散剂在体系中的终浓度为2%。
8、 根据权利要求5所述的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的制 备方法，其特征在于步骤五中采用105-C的温度进行恒温干燥。
9、 根据权利要求5所述的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的制 备方法，其特征在于步骤六中的煅烧温度为20(rC 40(TC。
10、 根据权利要求5所述的采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂的制 备方法，其特征在于步骤六中的煅烧温度为30(TC或50(TC或700°C。
全文摘要
采用载锌电气石的抑制硫酸盐还原菌粉剂及制备方法，它涉及抑菌剂及其制备方法。它解决了现有有机抗菌剂的安全性差，还存在耐热性差、易分解和使用寿命短的问题。本发明由电气石和锌盐组成，锌盐固体占电气石质量百分比为0.01％～40％。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、添加锌和分散剂，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锌量，而且提高了抑制菌剂的杀菌效果。
文档编号A01N59/16GK101147494SQ20071007276
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月6日 优先权日2007年9月6日
发明者刘书宇, 李维国, 苏俊峰, 放 马, 利 魏 申请人:哈尔滨工业大学