[發明專利]一種利用巴氏芽孢桿菌制備高分散性納米碳酸鈣的方法

在審

• 申請號: 202011466058.7
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112575040A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 雷小鵬
• 申請（專利權）人: 成都柯磊徑環保科技有限公司
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C12R1/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種利用巴氏芽孢桿菌制備高分散性納米碳酸鈣的方法，屬于碳酸鈣制備技術領域。本發明首先以甘油為營養物質，乙二醇為緩沖質，加入巴氏芽孢桿菌和水制得菌液，再將制得的菌液和硝酸鈣溶液混合攪拌得到混合反應液，再向混合反應液中加入蔗糖脂肪酸酯和脂肪酶，在恒溫箱中靜置反應，得到催化混合反應液，接著再加入尿素溶液，在37℃下反應后過濾，分離得到濾渣，最后煅燒即得高分散性納米碳酸鈣，本發明制得納米碳酸鈣分散性好，沒有團聚現象產生，并且粒徑均一，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種利用巴氏芽孢桿菌制備高分散性納米碳酸鈣的方法，屬于碳酸鈣制備技術領域。

背景技術

目前，納米碳酸鈣是20世紀80年代發展起來的一種新型超細固體粉末材料，其粒度介于 0.01～0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生變化， 產生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應，可廣泛用于塑料、橡膠、油漆、油墨、密封膠粘材料、涂料等領域。

目前常見的制備碳酸鈣方法中，由于納米碳酸鈣表面有親水性較強的基團，使得納米碳酸鈣與聚合物的親和性差，而且納米碳酸鈣有極高的自由能和極性，在合成反應、壓濾和干燥等各個生產工序中易形成硬的團聚集體，要得到單分散的納米粒子非常困難，在制備過程中極易發生團聚，大多以聚集體存在，致使納米碳酸鈣實際使用時的粒徑明顯升高，造成在聚合物中分散不良，應用于聚合物時的表面有明顯麻點或沙粒。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種利用巴氏芽孢桿菌制備高分散性納米碳酸鈣的方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前納米碳酸鈣在制備過程中極易發生團聚，大多以聚集體存在，致使納米碳酸鈣實際使用時的粒徑明顯升高，造成在聚合物中分散不良，應用于聚合物時的表面有明顯麻點或沙粒。為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種利用巴氏芽孢桿菌制備高分散性納米碳酸鈣的方法。

本發明的一種利用巴氏芽孢桿菌制備高分散性納米碳酸鈣的方法，具體制備步驟為：

（1）巴氏芽孢桿菌菌液：將去離子水，巴氏芽孢桿菌，甘油，乙二醇混合，得巴氏芽孢桿菌菌液；

（2）混合反應液的制備：將巴氏芽孢桿菌菌液和硝酸鈣溶液混合反應，得到混合反應液；

（3）催化混合反應液的制備：將混合反應液和蔗糖脂肪酸酯以及脂肪酶混合靜置，得到催化混合反應液；

（4）反應產物的制備：向催化混合反應液中加入尿素溶液，攪拌反應，得到反應產物；

（5）高分散性納米碳酸鈣的制備：將反應產物過濾，得濾渣，再將濾渣燒結處理后出料，即得高分散性納米碳酸鈣。

進一步的，具體制備步驟為：

（1）巴氏芽孢桿菌菌液：將去離子水，巴氏芽孢桿菌，甘油，乙二醇置于無菌燒杯中， 用攪拌器以300～500r/min的轉速，攪拌混合20～30min，得巴氏芽孢桿菌菌液；

（2）混合反應液的制備：將上述得到的巴氏芽孢桿菌菌液和質量分數為30%的硝酸鈣溶液混合后裝入燒杯中，攪拌混合反應，得到混合反應液；

（3）催化混合反應液的制備：將上述混合反應液和蔗糖脂肪酸酯以及脂肪酶混合后放入恒溫箱中，在37℃下靜置1～2天，靜置結束后，移入反應釜中，得到催化混合反應液；

（4）反應產物的制備：向上述反應釜中加入質量分數為10～20%尿素溶液，密封反應釜后，在37℃下以200～300r/min的轉速攪拌反應15～20h，得到反應產物；

（5）高分散性納米碳酸鈣的制備：將上述得到的反應產物過濾，分離得到濾渣，再將得到濾渣移入燒結爐中，加熱升溫，保溫燒結處理后出料，即得高分散性納米碳酸鈣。

進一步的，所述步驟（1）中，按重量份數計，去離子水為70～80份，巴氏芽孢桿菌為10～20份，甘油為20～25份，乙二醇為8～10份。