一种矿化合成纳米硫酸盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种矿化合成纳米硫酸盐的方法，包括步骤：1)获取生物反应滤液a.配制B组分取硫代硫酸钠8～11克，磷酸氢二钠1.1～1.3克，磷酸二氢钾1.5～2.0克，七水硫酸镁0.1～0.3克，硫酸铵0.05～0.2克，氯化铁0.01～0.03克，硫酸锰0.01～0.03克，溶于1000毫升去离子水中制成混合溶液；将混合溶液放入灭菌锅中，在110～135℃下灭菌80～120分钟，冷却至室温，备用；b.获取滤液将活化后保存的二至四代排硫硫杆菌，以每200毫升B组分溶液计，其接种二至四代排硫硫杆菌2～8毫升，在170～200rpm和28～30℃恒温摇床中培养6～8天取出；通入硫化氢气体，静置12～24小时，过滤反应溶液，得滤液；2)矿化合成纳米硫酸钙将1～10克CaCl2·2H2O加入到滤液中，充分搅拌，得纳米硫酸钙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿化合成纳米硫酸盐的方法。
技术介绍
纳米材料的合成方法有几种，包括物理、化学和生物方法。物理方法制备纳米材料往往需要较大的仪器设备，成本较高，而且制得的纳米材料的粒度分布较宽；利用化学方法制备的纳米材料，往往有杂质残留。虽然利用物理和化学方法合成纳米材料的工艺已经相对成熟，但是此类方法伴随着对环境的污染和对人类的健康威胁。近些年来，人们越来越多地将注意力投入到生物合成纳米材料的研究上；生物合成纳米技术具有高效、环保、可控等特点，已成为科学领域的前沿课题。硫化氢是一种无色、易燃的酸性气体，具有臭鸡蛋气味，超剧毒，是工业企业生产中产生的废气，硫化氢废气的处理是当前面临的一个很棘手的难题。
技术实现思路
为了消纳硫化氢废气，解决硫化氢废气处理这一环保中很难解决的问题，本专利技术人根据多年的实践经验，设计结合生物技术，将硫化氢的硫离子氧化为硫酸根，首先降低其危险性，然后变废为宝，利用硫酸根产物合成纳米硫酸盐。本专利技术方法利用排硫硫杆菌氧化还原态硫化物(H2S)产生SO42-离子，并最终制备成有市场价值的纳米硫酸盐。本专利技术的目的是提供一种矿化合成纳米硫酸盐的方法，它不同于传统的合成纳米粒子的方法，对环境友好，无二次污染。本专利技术目的通过以下技术方案实现，包括步骤：1)获取生物反应滤液a.配制B组分取硫代硫酸钠8～11克，磷酸氢二钠1.1～1.3克，磷酸二氢钾1.5～2.0克，七水硫酸镁0.1～0.3克，硫酸铵0.05～0.2克，氯化铁0.01～0.03克，硫酸锰0.01～0.03克，溶于1000毫升去离子水中制成混合溶液；将混合溶液放入灭菌锅中，在110～135℃下灭菌80～120分钟，冷却至室温，备用；b.获取滤液将活化后保存的二至四代排硫硫杆菌，以每200毫升B组分溶液计，其接种二至四代排硫硫杆菌2～8毫升，在170～200rpm和28～30℃恒温摇床中培养6～8天取出；通入硫化氢气体，静置12～24小时，过滤反应溶液，得滤液；2)矿化合成纳米硫酸钙将1～10克CaCl2·2H2O加入到滤液中，充分搅拌，得纳米硫酸钙。本方法生物反应过程由A，B，C三个组分构成；A组分是排硫硫杆菌；B组分是硫代硫酸钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢钾，七水硫酸镁，硫酸铵，氯化铁，硫酸锰的混合溶液；C组分是硫化氢气体。本专利技术钙离子的矿化机理在本纳米硫酸盐的制备方法中，排硫硫杆菌产生硫化氢脱氢酶，硫化氢脱氢酶可以从体外硫化氢分子上转移电子，进而硫化氢被氧化，通过过滤除去细菌体和不溶性有机大分子，得到滤液。因滤液中含有大量的有机基质不能作为成核位点，在低浓度反应物中产物以纳米粒子形式存在。有益效果：1.本方法清洁、无毒，所得产品实用价值高；本方法不同于传统的合成纳米粒子的方法，对环境友好，无二次污染。2.本方法将有毒有害的H2S气体转化为可溶性的生物硫酸盐，降低其危害性，解决了环保上的一个难题。3.原料来源广，可以充分利用自然界微生物资源；且工艺简单，成本低廉、易培养、繁殖快等优点。4.微生物矿化合成纳米材料的反应条件温和，获得的纳米材料容易纯化。附图说明图1为沉淀纳米CaSO4扫描电镜形貌分析结果图。图2为沉淀纳米CaSO4红外分析图谱。具体实施方式本实施例所使用的硫化氢气体为本专利技术人在实验室中自己制备的，含一定量氧气。实施例1取硫代硫酸钠10克，磷酸氢二钠1.2克、磷酸二氢钾1.8克、七水硫酸镁0.1克、硫酸铵0.1克、氯化铁0.02克、硫酸锰0.02克溶于1000毫升去离子水中，配成溶液；将溶液均分到5个三角烧瓶中，密封；将三角烧瓶放入灭菌锅中，于121℃灭菌100分钟，冷却至室温。无菌操作，每瓶接入5毫升三代排硫硫杆菌，在170rpm和30℃恒温摇床中培养6～8天取出；向每个三角瓶中通入30ppm的硫化氢气体，通入时间半小时，静置12～24小时；过滤，得滤液。取10克CaCl2·2H2O，加入到滤液中进行反应，产生大量白色沉淀，过滤，烘干，得纳米硫酸钙。实施例2取硫代硫酸钠8克，磷酸氢二钠1.1克、磷酸二氢钾1.5克、七水硫酸镁0.2克、硫酸铵0.05克、氯化铁0.01克、硫酸锰0.01克溶于1000毫升去离子水中，配成溶液；将溶液均分到5个三角烧瓶中，密封；将三角烧瓶放入灭菌锅中，于121℃灭菌100分钟，冷却至室。无菌操作，每瓶接入5毫升三代排硫硫杆菌，在170rpm和30℃恒温摇床中培养6～8天取出；向每个三角瓶中通入30ppm的硫化氢气体，通入时间半小时，静置12～24小时；过滤，得滤液。取10克CaCl2·2H2O，加入到滤液中进行反应，产生大量白色沉淀，过滤，烘干，得纳米硫酸钙。实施例3取硫代硫酸钠11克，磷酸氢二钠1.3克、磷酸二氢钾2.0克、七水硫酸镁0.3克、硫酸铵0.2克、氯化铁0.03克、硫酸锰0.03克溶于1000毫升去离子水中，配成溶液；将溶液均分到5个三角烧瓶中，密封；将三角烧瓶放入灭菌锅中，于121℃灭菌100分钟，冷却至室。无菌操作，每瓶接入5毫升三代排硫硫杆菌，在170rpm和30℃恒温摇床中培养6～8天取出；向每个三角瓶中通入30ppm的硫化氢气体，通入时间半小时，静置12～24小时；过滤，得滤液。取10克CaCl2·2H2O，加入到滤液中进行反应，产生大量白色沉淀，过滤，烘干，得纳米硫酸钙。上述1～3实施例的矿化率，如表1所示：表1Ca2+矿化率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿化合成纳米硫酸盐的方法，其特征在于包括步骤：1)获取生物反应滤液a.配制B组分取硫代硫酸钠8～11克，磷酸氢二钠1.1～1.3克，磷酸二氢钾1.5～2.0克，七水硫酸镁0.1～0.3克，硫酸铵0.05～0.2克，氯化铁0.01～0.03克，硫酸锰0.01～0.03克，溶于1000毫升去离子水中制成混合溶液；将混合溶液放入灭菌锅中，在110～135℃下灭菌80～120分钟，冷却至室温，得B组分，备用；b.获取滤液将活化后保存的二至四代排硫硫杆菌，以每200毫升B组分溶液计，其接种二至四代排硫硫杆菌2～8毫升，在170～200rpm和28～30℃恒温摇床中培养6～8天取出；通入硫化氢气体，静置12～24小时，过滤反应溶液，得滤液；2)矿化合成纳米硫酸钙将1～10克CaCl2·2H2O加入到滤液中，充分搅拌，得纳米硫酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种矿化合成纳米硫酸盐的方法，其特征在于包括步骤：1)获取生物反应滤液a.配制B组分取硫代硫酸钠8～11克，磷酸氢二钠1.1～1.3克，磷酸二氢钾1.5～2.0克，七水硫酸镁0.1～0.3克，硫酸铵0.05～0.2克，氯化铁0.01～0.03克，硫酸锰0.01～0.03克，溶于1000毫升去离子水中制成混合溶液；将混合溶液放入灭菌锅中，在110～135℃下灭菌8...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣辉，李杨，王海良，张磊，王雪平，杨久俊，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12