專利名稱：采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)抑制硫酸鹽還原菌粉劑及制備方法。
技術(shù)背景近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展，工業(yè)廢水特別是硫酸鹽廢水的污染已 經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。我國的很多大城市地下水已經(jīng)受到了不同程度的硫酸鹽污染。含硫酸鹽酸性廢水不經(jīng)處理直接排入水體將使受納水體酸化，降低水體pH值， 危害水生生物，并產(chǎn)生潛在腐蝕性；這類酸性廢水也會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，減少農(nóng) 作物產(chǎn)量。硫酸鹽廢水潛伏周期長，雖然有自然硫酸鹽還原菌的活性，己經(jīng)成 為油田生產(chǎn)的 一個(gè)非常受觀注的問題。目前，抗菌劑的種類大體上可分為天然生物系、有機(jī)系和無機(jī)系3大類 一、天然抗菌劑主要以天然植物為提取物，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，推廣應(yīng)用有一定的 困難；二、有機(jī)抗菌劑的應(yīng)用己有相當(dāng)長的歷史，在選用有機(jī)抗菌劑時(shí)，除考 慮其安全性外，還存在耐熱性差、易分解和使用壽命短等問題；三、無機(jī)抗菌 劑通過將無機(jī)材料固有的穩(wěn)定性和抗菌成分的高效性、廣譜性相結(jié)合，成功地 克服了有機(jī)抗菌劑的缺點(diǎn)；無機(jī)抑菌劑和殺菌劑則是指以無機(jī)材料大部分為天 然或人工礦物材料等作為載體，載有具備一定抗菌能力的金屬元素和金屬離子 以及納米抑菌材料所研制而成的一種新型的無機(jī)抗菌劑。趙雪君，吳興惠等人在2006年云南大學(xué)學(xué)報(bào)發(fā)表的論文《天然電氣石載 鋅抗菌劑的研究》，趙雪君等人采用的是天然的電氣石，粒徑在20)im左右， 合成方法主要是固相合成法，通過研磨混合煅燒而成的，這種方法存在浪費(fèi)資 源，推廣應(yīng)用有一定困難的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有有機(jī)抗菌劑的安全性差，還存在耐熱性差、易分解和 使用壽命短；天然抗菌劑主要以天然植物為提取物，浪費(fèi)資源，推廣應(yīng)用有一 定的困難的問題，提供了一種采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑及制備 方法。本發(fā)明的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌的粉劑由電氣石和鋅鹽組 成，采用表面改性和離子交換以及固相合成法將所述鋅鹽載到所述電氣石上，所述電氣石的粒徑為50nm 800nm，所述鋅鹽固體占電氣石的質(zhì)量百分比為 0.01% 40%。本發(fā)明采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制備方法的步驟如下步驟一采用納米或亞微米電氣石，粒徑為50 800nm，按質(zhì)量百分比取 電氣石為60 99.99°/。放入去離子水中，在磁力攪拌器下進(jìn)行攪拌，制成0.1g/ml 的懸浮溶液；步驟二向步驟一獲得的懸浮溶液中加入0.03mol/L硝酸鹽溶液，將pH 值調(diào)整為4 8;步驟三向步驟二獲得的混合溶液中加入占電氣石質(zhì)量l'f分比0.01 40% 的鋅鹽同體，再加入固體聚乙二醇分散劑，攪拌4 5個(gè)小時(shí)，聚乙二醇分散 劑在體系中的終濃度為1.5 2.5%;步驟四對(duì)步驟三進(jìn)行減壓抽濾分離獲得沉淀物，用去離子次清洗沉淀物； 步驟五將步驟四分離、清洗后的沉淀物放在恒溫干燥箱內(nèi)以90 11(TC 進(jìn)行烘干；步驟六將步驟五烘干的沉淀物進(jìn)行研磨IO分鐘，研磨后的粉末在200 80(TC煅燒2 4個(gè)小時(shí)；步驟七對(duì)步驟六煅燒后的粉末再次進(jìn)行研磨IO分鐘，即獲得電氣石載鋅的無機(jī)抑制硫酸鹽還原菌粉劑。電氣石礦物的化學(xué)成分非常復(fù)雜，直到20世紀(jì)50年代對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)確定 后，才提出比較合理的結(jié)構(gòu)通式，其通式表示為XY3Z6Si6018(B03)3W4，式 中X主要由Na、 Ca或包括K，或者部分空位占據(jù)；Y主要由Fe^和(或)Mg"、 Al"士Li+或Fe3+，通常還被Mn"和Mn"占據(jù)；Z主要由Al3+、 Fe"或Cr"占據(jù)，也可能包括Mg"和v3+; w由oir 、 r、 0々占據(jù)。x， y， z三個(gè)位置的原子或離子種類不同，時(shí)會(huì)影響電氣石的顏色。電氣石晶體結(jié)構(gòu)屬于三方晶系， C、-R3m群，所以電氣石為異極性礦物。電氣石作為一種新型環(huán)保材料，具 有廣泛的應(yīng)用前景。 本發(fā)明采用了粒徑為50 800nrn的納米或亞微米的電氣石，具有了納米 離子的特性，用表面改性和離子交換以及固液相合成法載鋅，不僅有效的提高 了載鋅量，而且提高了硫酸鹽還原菌殺菌的效果。該無機(jī)抑菌劑具有電氣石本 身能產(chǎn)生負(fù)離子、電極性、自發(fā)極化效應(yīng)、壓電性和遠(yuǎn)紅外輻射特性，提高了 接觸的表面積；同時(shí)具有其他抑菌劑不具有的抑菌功能，對(duì)大腸桿菌抑菌效果 100%;能有效的提高氧化還原電位，抑制硫酸鹽還原菌的活性，使之不再進(jìn) 行硫酸鹽還原反應(yīng)，不再產(chǎn)生硫化氫氣體和硫化物；對(duì)硫酸鹽還原菌的抑制率 在100%，該抑菌粉劑添加到纖維紡織制品中，還廣泛適用于水污染的治理和 水體修復(fù)。本發(fā)明的抑制菌粉劑安全，不存在耐熱性、易分解和使用壽命短的 問題；以及節(jié)省資源。對(duì)于減少硫酸鹽還原菌對(duì)油田生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益方面的影 響，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是電氣石顯微鏡觀察圖；圖2是載鋅電氣石顯微鏡觀察圖；圖3是電 氣石掃描電鏡圖；圖4是載鋅電氣石掃描電鏡圖；圖5是電氣石與載鋅電氣石 的紅外光譜圖；圖6是電氣石X射線(XRD)譜圖；圖7是載鋅電氣石X射線 (XRD)譜圖；圖8是在450'C條件下煅燒的載鋅電氣石X射線(XRD)譜圖；圖 9是在550'C條件下煅燒的載鋅電氣石X射線(XRD)譜圖；圖10是在65(TC條 件下煅燒的載鋅電氣石X射線(XRD)譜圖；圖11是在80(TC條件下煅燒的載 鋅電氣石X射線(XRD)譜圖；圖12是硫酸鹽還原酶酶活力檢測圖，圖中"固" 曲線為未添加載鋅電氣石硫酸鹽還原菌硫酸鹽還原酶酶活力曲線，圖中"參" 曲線為添加載鋅電氣石硫酸鹽還原菌硫酸鹽還原酶酶活力曲線。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑 由電氣石和鋅鹽組成，采用表面改性和離子交換以及固相合成法將所述鋅鹽載 到所述電氣石上，所述電氣石的粒徑為50nm 800nm，所述鋅鹽固體占電氣 石質(zhì)量百分比為0.01% 40°/。。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于鋅鹽為硫酸鋅 或硝酸鋅或兩種鋅鹽任意比的混合物。其它組成與具體實(shí)施方式
一相同。具伴實(shí)施方式三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于鋅鹽固體占電
氣石質(zhì)量百分比為0.1% 30%制成。其它組成與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于鋅鹽固體占電 氣石質(zhì)量百分比為20%制成。其它組成與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的 制備方法的步驟如下步驟一采用納米或亞微米電氣石，粒徑為50 800nm，按質(zhì)量百分比取 電氣石為60 99.99%放入去離子水中，在磁力攪拌器下進(jìn)行攪拌，制成0.1g/ml 的懸浮溶液；步驟二向步驟一獲得的懸浮溶液中加入0.03mol/L硝酸鹽溶液，將pH 值調(diào)整為4 8;步驟三向步驟二獲得的混合溶液中加入占電氣石質(zhì)量「l分比0.01 40% 的鋅鹽同體，再加入固體聚乙二醇分散劑，攪拌4 5個(gè)小時(shí)，聚乙二醇分散 劑在體系中的終濃度為1.5 2.5%;步驟四對(duì)步驟三進(jìn)行減壓抽濾分離獲得沉淀物，用去離子次清洗沉淀物； 步驟五將步驟四分離、清洗后的沉淀物放在恒溫干燥箱內(nèi)以90 11(TC 進(jìn)行烘干；步驟六將步驟五烘干的沉淀物進(jìn)行研磨IO分鐘，研磨后的粉末在200 800。C煅燒2 4個(gè)小時(shí)；步驟七對(duì)步驟六煅燒后的粉末再次進(jìn)行研磨IO分鐘，即獲得載鋅電氣 石的無機(jī)抑制硫酸鹽還原菌粉劑。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟二中硝酸 鹽溶液為硝酸鈉。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟三中聚乙 二醇分散劑在體系中的終濃度為2%。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟五中采用8(TC 12(TC的溫度進(jìn)行恒溫干燥。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟五中采用105'C的溫度進(jìn)行恒溫干燥。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟六中的 煅燒溫度為200°C 400°C。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟六中 的煅燒溫度為400°C 600°C。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟六中 的煅燒溫度為600°C 800°C。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同點(diǎn)在于步驟六中的煅燒溫度為30(TC或50(TC或700°C。其它步驟與具體實(shí)施方式
五相同。
權(quán)利要求
1、采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑，其特征在于它由電氣石和鋅鹽組成，所述電氣石的粒徑為50nm～800nm，所述鋅鹽固體占電氣石質(zhì)量百分比為0.01％～40％。
2、 根據(jù)權(quán)利mii5M的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑，其 特征在于鋅鹽為硫酸鋅或硝酸鋅或兩種鋅鹽任意比的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的釆用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑，其 特征在于鋅鹽固體占電氣石質(zhì)量百分比為0.1% 30%制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的釆用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑，其 特征在于鋅鹽固體占電氣石質(zhì)量百分比為20%制成。
5、 釆川載鋅屯氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制備力'法，其特征在于的 步驟如下步驟一采用納米或亞微米電氣石，粒徑為50 800nm，按質(zhì)量百分比取 電氣石為60 99.99%放入去離子水中，在磁力攪拌器下進(jìn)行攪拌，制成0.1g/ml 的懸浮溶液；步驟二向步驟一獲得的懸浮溶液中加入0.03mol/L硝酸鹽溶液，將pH 值調(diào)整為4 8;步驟三向步驟二獲得的混合溶液中加入占電氣石質(zhì)量ri分比0.01 40% 的鋅鹽同體，再加入固體聚乙二醇分散劑，攪拌4 5個(gè)小時(shí)，聚乙二醇分散 劑在體系中的終濃度為1.5 2.5%;步驟四對(duì)步驟三進(jìn)行減壓抽濾分離獲得沉淀物，用去離子次清洗沉淀物；步驟五將步驟四分離、清洗后的沉淀物放在恒溫干燥箱內(nèi)以90 11(TC 進(jìn)行烘干；步驟六將步驟五烘干的沉淀物進(jìn)行研磨10分鐘，研磨后的粉末在200 80(TC煅燒2 4個(gè)小時(shí)；步驟七對(duì)步驟六煅燒后的粉末再次進(jìn)行研磨10分鐘，即獲得電氣石載鋅的無機(jī)抑制硫酸鹽還原菌粉劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制備方法，其特征在于步驟二中硝酸鹽溶液為硝酸鈉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制 備方法，其特征在于步驟三中聚乙二醇分散劑在體系中的終濃度為2%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制 備方法，其特征在于步驟五中采用105-C的溫度進(jìn)行恒溫干燥。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制 備方法，其特征在于步驟六中的煅燒溫度為20(rC 40(TC。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑的制 備方法，其特征在于步驟六中的煅燒溫度為30(TC或50(TC或700°C。
全文摘要
采用載鋅電氣石的抑制硫酸鹽還原菌粉劑及制備方法，它涉及抑菌劑及其制備方法。它解決了現(xiàn)有有機(jī)抗菌劑的安全性差，還存在耐熱性差、易分解和使用壽命短的問題。本發(fā)明由電氣石和鋅鹽組成，鋅鹽固體占電氣石質(zhì)量百分比為0.01％～40％。制備方法為一、采用納米或亞微米電氣石，放入去離子水中攪拌；二、添加硝酸鹽溶液，pH值調(diào)整至4～8；三、添加鋅和分散劑，攪拌；四、減壓抽濾分離，用去離子水清洗；五、將分離、清洗后的粉末進(jìn)行烘干；六、將烘干的粉末進(jìn)行研磨、煅燒后粉末再次進(jìn)行研磨后，即獲得無機(jī)抑菌粉劑。本發(fā)明采用納米或亞微米的電氣石，用表面改性和離子交換以及固相合成法，不僅有效的提高了載鋅量，而且提高了抑制菌劑的殺菌效果。
文檔編號(hào)A01N59/16GK101147494SQ20071007276
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者劉書宇, 李維國, 蘇俊峰, 放 馬, 利 魏 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)