专利名称：一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法
技术领域：
本发明涉及一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法。
背景技术：
超细氧化铁粉体应用十分广泛，粉体物质的超细化使其表面电子结构和晶体结构发生变化，随之产生的不饱和悬空键致 使粉体粒子热力学不稳定，表现出块状材料不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而赋予了超细粉体有别于常规颗粒材料的一系列优异的物理、化学性能，然而由于具有极高的比表面积和比表面能，其高热力学不稳定性导致极易团聚，使其很难发挥出优越的性能。因此，对超细粉体进行表面改性十分重要，它直接关系到超细粉体是否能够实现商业化。分散性直接影响产品的应用性能。如今，人们对环保要求日益严格，对绿色产品呼声也日渐强烈，大量有机化合物的使用极易导致空气、水源等污染。超细粉体水性化应用具有广阔的市场前景，但在高表面张力的极性溶剂水中分散超细粉体仍是颜料等工业产品水性化的技术难点。目前适于水性体系的超分散剂多采用常规化学聚合工艺合成，过程复杂，成本较高，特别是随着科技的发展和环保要求的提高，对分散剂的性能要求也进一步加强，因此开发多功能的性能优良、成本低廉的水性分散技术成为目前超细氧化铁研究及应用的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于开发性能优良、成本低廉的水性分散性改善技术，提出一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法。本发明提供一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法，该方法包括将微生物菌液接种到微生物反应液中进行微生物发酵，获取微生物发酵液，然后再将氧化铁超细粉体和微生物发酵液混合搅拌反应，水洗、过滤，即可得到水性分散性良好的氧化铁超细粉体。其中，所述的微生物菌液优选为氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)或二者的混合菌。所述微生物反应液为=FeSO4 · 7H20 5-50g/l, (NH4)2SO4 O. 05-6. 0g/l, NaCl 0. 1-1. Og/1，KH2PO4 0. 1-1. 0g/l, MgSO4 · 7H20 0. 1-1. 0g/l, KNO3 0. 005g/l，并用稀硫酸调节 pH 到I. 0_2· 5ο本发明提供的方法中，微生物菌液按照体积比1% -20%接种到微生物反应液中，在10-35° C下通空气进行微生物发酵，当85%以上的亚铁离子被氧化，停止反应。超细氧化铁粉体和微生物发酵液的比例为5-200 (粉体干重kg) 100 (微生物发酵液L)，常温搅拌，反应30分钟。具体地，本发明解决其技术问题所采用的方法步骤是(I)按照以下比例配制微生物反应液=FeSO4 · 7H20 5_50g/l，(NH4)2SO4O. 05-6. Og/1, NaCl 0. 1-1. Og/1, KH2PO4 0. 1-1. Og/1, MgSO4 · 7H20 0. 1-1. Og/1, KNO3
0.005g/l，并用稀硫酸调节pH到I. 0-2. 5。(2)轻轻震荡搅拌，使之完全溶解，将氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)、或两者混合菌菌液按照体积比1% -20%接种到微生物反应液中，10-35°C下通空气进行微生物发酵，当85%以上的亚铁离子被氧化，发酵液中微生物细胞数量达到108，停止反应。(3)将超细氧化铁粉体按照5-200(粉体干重kg) :100(微生物发酵液L)的比例分散到上述微生物发酵液中，常温搅拌，反应30分钟。(4)水洗、过滤，即可得到水性分散性良好的氧化铁超细粉体。上述步骤中提及的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、氧 化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)两种微生物为实验室常规菌种，可以在中国工业微生物菌种保藏管理中心(China Center of Industrial CultureCollection, CICC)、中国典型培养物保藏中心(China Center of Type CultureCollection, CCTCC)等菌种保藏中心购得。本发明的有益效果是超细氧化铁粉体应用十分广泛，具有一系列优异的物理、化学性能，然而由于具有极高的比表面积和比表面能，其高热力学不稳定性导致极易团聚，本发明可明显改善超细氧化铁粉体在水中的分散性能，操作简单，价格低廉，更符合环保要求，有效解决了在高表面张力的极性溶剂水中超细粉体的分散性技术难点，使其更好地发挥出优越的性能，实现商业化需求。
具体实施例方式以下结合实施例详细地说明本发明。实施方案为便于更好的理解本发明，但并非对本发明的限制。实施例I :配制微生物反应液(NH4)2SO40. 5g/l，NaCl 0. lg/1，KH2PO4 0. lg/1，MgSO4 · 7H20
0.lg/1, KNO3 0. 005g/l, FeSO4 · 7H20 20g/l，用稀硫酸调节 pH 至Ij 2. 0o 轻轻震荡，按照体积比5%接种Acidithiobacillus ferrooxidans菌液,28°C下通空气进行微生物发酵，当85%以上的亚铁离子被氧化，发酵液中微生物细胞数量达到108，停止反应，将超细氧化铁粉体浆料压滤后(氧化铁粉体可以直接在市场上购买)，按照100(折算成粉体干重kg)100 (微生物发酵液L)的比例分散到上述微生物发酵液中，常温搅拌，反应30分钟，水洗、过滤，用刮板细度计对比分析处理前后粒子的分散性，处理后，粉体试样的细度由I. Iym降到300nm，分散性得到明显改善。实施例2:配制微生物反应液(NH4)2SO45g/l，NaCl lg/1，KH2PO4 lg/1，MgSO4 · 7H20 lg/I，KNO3 0.005g/l，FeSO4 · 7H20 40g/l，用稀硫酸调节pH到I. 8。轻轻震荡，按照体积比10 %接种氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)混合菌菌液菌液,31°C下通空气进行微生物发酵,当95%以上的亚铁离子被氧化，停止反应，将超细氧化铁粉体(氧化铁粉体可以直接在市场上购买)，按照200 (粉体干重kg) :100(微生物发酵液L)的比例分散到上述微生物发酵液中，常温搅拌，反应30分钟，水洗、过滤，即可得到水性分散性良好的超细氧化铁粉体，用刮板细度计对比分析处理前后粒子的分散性，处理后，粉体试样的细度由I. 05 μ m降到350nm左 右，分散性得到明显改善。
权利要求
1.一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法，其特征在于，该方法包括将微生物菌液接种到微生物反应液中进行微生物发酵，获取微生物发酵液，然后再将氧化铁超细粉体和微生物发酵液混合搅拌反应，水洗、过滤，即可得到水性分散性良好的氧化铁超细粉体。
2.根据权利要求I所述的一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法，其特征在于，所述的微生物菌液优选为氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)或二者的混合菌。
3.根据权利要求I所述的一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法，其特征在于，所述微生物反应液为FeSO4 · 7H20 5-50g/l, (NH4)2SO4 O. 05-6. Og/1, NaCl0. 1-1. Og/1, KH2PO4 0. 1-1. Og/1, MgSO4 · 7H20 0. 1-1. Og/1, KNO3 0. 005g/l，并用稀硫酸调节 pH 到 I. 0-2. 5。
4.根据权利要求I所述的一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法，其特征在于，微生物菌液按照体积比1% -20%接种到微生物反应液中，在10-35° C下通空气进行微生物发酵，当85%以上的亚铁离子被氧化，停止反应。
5.根据权利要求I所述的一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法，其特征在于，超细氧化铁粉体和微生物发酵液的比例为5-200(粉体干重kg) :100(微生物发酵液L)，常温搅拌，反应30分钟。
全文摘要
本发明涉及一种改善氧化铁超细粉体水性分散性的微生物学方法。该方法利用该方法包括利用微生物，将配制好的反应液在一定条件下进行发酵，获取微生物发酵液，然后再将氧化铁超细粉体和微生物发酵液混合搅拌反应，水洗、过滤，即可得到水性分散性良好的超细粉体。该方法简便、环保，价格低廉，有效解决了在高表面张力的极性溶剂水中超细粉体的分散性技术难点，使其更好地发挥出超细粉体优越的性能，实现商业化需求。
文档编号C01G49/06GK102826611SQ201210337940
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者王玉建, 李大平, 刘婵, 何晓红, 陶勇 申请人:中国科学院成都生物研究所