[發明專利]一種微生物礦化制備碳酸鋇與碳酸鍶的方法

無效

• 申請號: 201010213181.8
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101906440A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 霍冀川;王麗娜;王程;雷永林
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00;C12R1/07;C12R1/125;C12R1/01
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技術領域

本發明屬于金屬鍶、鋇的化合物的制備方法，涉及一種微生物礦化制備碳酸鋇與碳酸鍶的方法。適用于利用微生物礦化制備不同形貌及大小的碳酸鋇與碳酸鍶(粉體)。

背景技術

生物礦化是指在生物體系中具有特殊的高級結構和組裝方式的生物礦物形成過程。生物礦化過程涉及在嚴格的生物控制下，無機元素選擇性的從生物微環境中析出，并在特定的有機界面上形成具有特殊結構的獨立功能的礦物。生物礦化作用區別于一般礦化作用的顯著特征是，它通過有機大分子和無機物離子在界面處的相互作用，從分子水平控制無機礦物相的析出、生長，從而使生物礦物具有特殊的分級結構和組裝方式。生物礦化中，由細胞分泌的生物高分子和有機物對無機礦物的形成起模板和控制作用，使無機礦物具有一定的形貌、大小、取向、結構和功能。

碳酸鋇和碳酸鍶均是重要的基本化工原料。其中，碳酸鋇是鋇鹽產品中生產規模最大，廣泛用于磁性材料、光學玻璃、電視機顯像管玻殼、陶瓷材料、涂料以及其它鋇鹽制造等領域。不同應用領域對碳酸鋇粒子的形貌要求不同，例如：球狀碳酸鋇多用于PTC熱敏電阻元件的生產，可使電容器具有高的介電常數和溫度特性，從而使其具有小型化、高頻率、大容量等特點；針狀碳酸鋇用于微電子工業及塑料、橡膠、涂料等填料；絮狀碳酸鋇具有防塵防火的功能等；柱狀碳酸鋇分散性好，聚集現象少，很少出現過度燒結現象，尤其是在燒結時不收縮或收縮不嚴重，且其結?晶完整，熔點比較固定，燒結溫度容易掌握，很少出現過度燒結現象，適合燒制重質陶瓷、發熱元件或摻雜的熱敏元件、高介電容器等。譚耀等以硫化鋇或氫氧化鋇為原料，在螺旋通道型旋轉床內用CO₂碳化，得到沉淀物，再經過洗滌、脫水、干燥，得到超微細碳酸鋇。崔海容等用工業碳酸鋇生產過程中的鋇餅或次品級、等外品碳酸鋇作為原料，酸溶制備氯化鋇，用水洗法進行提純，用CO₂的氨性溶液進行碳化，制備不同晶形的高純碳酸鋇。超細納米碳酸鋇有較強的X射線屏蔽功能，能有效地吸收高壓電流產生的X射線、α-射線，對人體有保護作用；超細納米碳酸鋇粉體具有優異的磁學特性，用它制成的鋇鐵氧體具有高矯頑場強及磁學性能優異的特點；超細納米碳酸鋇可以作為傳感器材料，最近報道，納米碳酸鋇作為傳感器材料已經應用到CTL傳感器上來測定乙醛在空氣試樣中的痕跡，顯示了很高的靈敏度和選擇性。

碳酸鍶是生產其它鍶鹽的基本原料，也是最為重要的鍶鹽。由于采用碳酸鍶制備的玻璃吸收X射線的能力較強，故其多用于彩色電視機與顯示器的陰極射線管的生產；另外，為了達到設備小型化的目的，碳酸鍶還可用于電磁鐵、鍶鐵氧體等磁性材料的制備以制成小型電機、磁選機和揚聲器等；碳酸鍶在高檔陶瓷的生產中可以減少皮下氣孔，擴大燒結范圍，增加熱膨脹系數等。G·M·普拉尼斯等在水存在條件下利用氧化鍶、氫氧化鍶和水合氫氧化鍶這類化合物的粘合劑作為添加劑，使之與碳酸鍶混合，并將此混合物進行干燥成粒，制備出粒狀碳酸鍶。龍光明等以天青石礦為原料，將天青石礦粉與還原煤粉以一定的比例混合焙燒得到黑灰，再將黑灰用水逆流浸取得硫化鍶溶液；以純堿為碳化劑，在攪拌下于90～100℃反應0.5～5小時，生成含有碳酸鍶沉淀和低鐵硫化堿溶液的料漿，通過固液分離得到碳酸鍶沉淀和低鐵硫化堿溶液；碳酸鍶用水逆流洗滌3～5次，干燥得到高品質碳酸鍶產品。

現有技術中，在實驗室中控制碳酸鋇與碳酸鍶粒子形貌和大小的方?法主要有沉淀法、均相沉淀法、微乳液法、模板法和固相法等；在工業上則多是通過旋轉床、碳化塔等設施實現對晶體形貌和大小的控制，以生物礦化作用制備碳酸鋇與碳酸鍶粉體尚未見報道。

發明內容

本發明的目的旨在克服上述現有技術中的不足，提供一種微生物礦化制備碳酸鋇與碳酸鍶的方法。通過對微生物培養條件、礦化反應條件以及加入表面活性劑的控制等，來制備不同形貌和大小的碳酸鋇與碳酸鍶(粉體)。

本發明的內容是：一種微生物礦化制備碳酸鋇的方法，其特征是包括下列步驟：

第一步驟、配料：主要取經接種有巴氏芽孢桿菌并經培養后的培養液(即含有經培養后的巴氏芽孢桿菌的培養液)，按1L該培養液加0.001mol～2mol氯化鋇的比例取氯化鋇，按氯化鋇∶尿素的物質的量(mol)的比例為1∶1～1∶48的比例取尿素；

第二步驟、礦化反應：按先加氯化鋇后加尿素、或先加尿素后加氯化鋇、或氯化鋇和尿素同時加入的順序，將氯化鋇與尿素加入到所述經接種有巴氏芽孢桿菌并經培養后的培養液中，在10℃～100℃的溫度下，攪拌反應12h～54h，獲得有碳酸鋇的反應后物料；