一種礦化合成納米磷酸鹽的方法
2023-10-06 10:13:54 1
一種礦化合成納米磷酸鹽的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於礦化合成納米磷酸鹽的方法，採用枯草芽胞桿菌，利用枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽產生PO43-和HPO42-離子，過濾反應溶液得到濾液，調節濾液pH值至7～9和10.5～11.5，將BaCl2·2H2O加入到已調節pH值的濾液中反應分別得到納米磷酸氫鋇和磷酸鈉鋇，礦化率達到70%以上。本發明提出了礦化合成納米磷酸鹽的方法，此枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽的溶液由三組分組成，A組分是枯草芽胞桿菌，B組分質量組成是以每100ml去離子水計包括：蛋白腖0.5～0.8g，牛肉浸取物0.2～0.4g，氯化鈉0.1～0.5g，0.5～1mol/l的醋酸鋅、六水氯化鎂和氯化鈉混合溶液1～3ml，C組分是有機磷酸鹽0.005～0.01mol。
【專利說明】一種礦化合成納米磷酸鹽的方法
[0001]【技術領域】
本發明涉及一種礦化合成納米磷酸鹽的方法，利用枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽產生P0/_和hpo42_離子，過濾反應溶液，得到濾液。加入與有機磷酸鹽相同摩爾的鋇鹽到pH值為7、的濾液得到納米BaHPO4和pH值為10.5^11.5的濾液得到納米
BaNaPO40
【背景技術】
[0002]納米技術為材料和交叉學科領域中開闢了嶄新的研究前沿。納米材料具有獨特的表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應使其呈現出許多奇特的物理、化學和光電特性。從而，納米材料在催化劑、生物陶瓷和光電等領域得到了廣泛的應用，受到人們越來越多的關注。
[0003]納米材料主要的合成方法包括物理、化學和生物方法。物理方法製備的納米材料具有純度高、活性高的優點，但是納米材料的粒度分布較寬。而且，物理方法製備納米材料往往需要較大的儀器設備，導致成本較高。利用化學方法製備的納米材料分散性好，粒徑分布集中，形貌均勻單一，但是納米材料的表面往往有雜質殘留。比如，液相沉澱法容易引入雜質，難以獲得小粒徑的納米粒子。水熱/溶劑熱法通常在高溫高壓環境下進行，需要特殊的反應容器(高壓釜)。
[0004]雖然利用物理和化學方法合成納米材料的工藝已經相對成熟，但是此類方法伴隨著對環境的汙染和對人類的健康威脅及產物納米材料的不足都有待改進。近些年來，隨著納米技術、生物技術和材料科學等多種學科的交叉和發展，人們將越來越多的注意力投入到生物合成納米材料的研究上。生物合成納米技術主要是利用細菌、真菌、酵母、植物及其提取物和生物大分子(如蛋白質、多肽、多糖、胺基酸等)的還原和酶化作用合成具有生物相容性的納米顆粒。總之，生物合成納米材料技術已成為科學領域的前沿課題，探索高效、環保、可控的生物合成是該領重要的前沿課題。
【發明內容】
[0005]技術問題:本發明的目的是提供一種礦化合成納米磷酸鹽的方法，它不同於傳統的合成納米粒子的方法，對環境友好，無二次汙染；產量高，納米材料易純化。
[0006]技術方案:本發明是一種礦化合成納米磷酸鹽的方法，該方法通過枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽獲得po43_和hpo42_，過濾反應溶液，得到濾液；加入與有機磷酸鹽相同摩爾的鋇鹽到PH值為7、的濾液得到納米BaHPO4，加入與有機磷酸鹽相同摩爾的鋇鹽到pH值為10 .5^11.5的濾液得到納米BaNaPO4 ;所述反應溶液由A，B, C三組分組成；A組分是枯草芽胞桿菌出組分包括蛋白腖、牛肉浸取物、氯化鈉，醋酸鋅、六水氯化鎂和氯化鈉混合溶液；C組分是有機磷酸鹽。
[0007]所述的濾液獲取的方式為:將活化後保存的二至四代枯草芽胞桿菌，以每100ml B組分溶液計，其接種二至四代枯草芽胞桿菌2~10ml，在17(T200rpm和28~30°C恆溫搖床中培養24~40h後取出;加入pH值為8.7~9.5的有機磷酸鹽0.005~0.01mol，靜置12~24h，過濾反應溶液，得到濾液。
[0008]所述的B組分質量組成是以每100ml去離子水計包括:蛋白腖0.5^0.Sg,牛肉浸取物0.2^0.4g，氯化鈉0.1~0.5g,0.5~lmol/1的醋酸鋅、六水氯化鎂和氯化鈉混合溶液0.1~0.5ml，將其放入滅菌鍋中106~121°C滅菌25~40min。
[0009]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
1.清潔、無毒，因其不同於傳統的合成納米粒子的方法，對環境友好，無二次汙染；
2.原料來源廣，可以充分利用自然界微生物資源，不僅資源豐富，而且工藝簡單，環境清潔，成本低廉、易培養、繁殖快等優點被應用於多種納米材料的生物合成研究，成為生物合成納米材料的重要生物類群；
3.微生物礦化合成納米材料反應條件溫和,產量高,納米材料易純化；
4.微生物或細胞溶解物含有特定的生物活性物質生物酶能夠分解底物產生能夠礦化金屬離子的陰離子，在金屬離子和有機基質作用下組裝成具有納米晶體結構的納米材料，生物分子對納米晶體穩定起著重要作用。 【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖la、圖lb、圖1c為沉澱納米BaHPO4 (a, b, c)掃描電鏡形貌分析結果圖，
圖2為沉澱納米BaNaP04(d)掃描電鏡形貌分析結果圖，
圖3為納米BaHPO4 (b)和BaNaP04(d)紅外分析圖譜，
圖4為納米BaHPO4 (a, b, c) X射線衍射分析圖，
圖5為納米BaNaP04(d) X射線衍射分析圖，
圖6為納米BaHPO4 (c)熱重差熱分析圖。
[0011]其中的(a)、(b)、(c)、(d)為表1中的編號:編號a代表濾液pH為7、b代表濾液pH為8和c代表濾液pH為9的條件下獲得的納米BaHPO4,編號d代表濾液pH為11的條件下獲得的納米BaNaPO4。
【具體實施方式】
[0012]本發明涉及一種用於礦化合成納米磷酸鹽的方法，此枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽的溶液由A，B, C三組分組成，A組分是枯草芽胞桿菌(Bacillussubtil is), B組分質量組成是以每100ml去離子水計包括:蛋白腖0.5^0.8g,牛肉浸取物0.2^0.4g，氯化鈉0.1~0.5g，0.5~lmol/1的醋酸鋅、六水氯化鎂和氯化鈉混合溶液0.1~0.5ml，將其放入滅菌鍋中106~121 °C滅菌25~40min，C組分是有機磷酸鹽
0.005、.0lmol0將活化後保存的二至四代枯草芽胞桿菌，以每100ml B組分溶液中接種枯草芽胞桿菌2~IOml培養，在17(T200rpm和28~30°C恆溫搖床中培養24~40h後取出。加入pH值為8.7~9.5的有機磷酸鹽0.005~0.01mol靜置12~24h，過濾反應溶液，得到濾液。加入與有機磷酸鹽相同摩爾的鋇鹽到pH值為7、的濾液得到納米BaHPO4和pH值為10.5^11.5的濾液得到納米BaNaP04。
[0013]微生物對鋇離子的礦化機理
在無機磷酸鹽納米粒子的製備方法中，枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽之後，通過過濾除去細菌體和不溶性有機大分子，得到濾液。因濾液中含有大量的有機基質不能作為成核位點，在低濃度反應物中產物以納米粒子形式存在。鹼土磷酸鹽被廣泛應用可作為螢光材料、生物陶瓷和催化劑等領域，所以本實驗主要採用BaCl2.2H20來進行實驗。枯草芽胞桿菌是指其能在生長繁殖過程中產生鹼性磷酸酶，能夠水解底物有機磷酸鹽，產生P043_和ΗΡ042_離子，將周圍環境中的Ba2+、Na+等離子在不同的pH條件下以磷酸鹽的形式沉積礦化出來的一類菌種。因此，枯草芽胞桿菌生物礦化鋇離子過程可用如下反應式來表達:
【權利要求】
1.一種礦化合成納米磷酸鹽的方法，其特徵在於:該方法通過枯草芽胞桿菌產生鹼性磷酸酶水解有機磷酸鹽獲得PO43-和HPO42-,過濾反應溶液，得到濾液；加入與有機磷酸鹽相同摩爾的鋇鹽到pH值為7~9的濾液得到納米BaHPO4,加入與有機磷酸鹽相同摩爾的鋇鹽到PH值為10.5~11.5的濾液得到納米BaNaPO4 ;所述反應溶液由A，B，C三組分組成；A組分是枯草芽胞桿菌組分包括蛋白腖、牛肉浸取物、氯化鈉，醋酸鋅、六水氯化鎂和氯化鈉混合溶液；C組分是有機磷酸鹽。
2.如權利要求1所述的礦化合成納米磷酸鹽的方法，其特徵在於:所述的濾液獲取的方式為:將活化後保存的二至四代枯草芽胞桿菌，以每100mlB組分溶液計，其接種二至四代枯草芽胞桿菌2~10ml，在170~200rpm和28~30°C恆溫搖床中培養24~40h後取出；加入PH值為8.7~9.5的有機磷酸鹽0.005~0.01mol，靜置12~24h，過濾反應溶液，得到濾液。
3.如權利要求1中所述的礦化合成納米磷酸鹽的方法，其特徵在於:所述的B組分質量組成是以每100ml去離子水計包括:蛋白腖0.5~0.8g，牛肉浸取物0.2~0.4g，氯化鈉.0.1~0.5g,0.5~lmol/1的醋酸鋅、六水氯化鎂和氯化鈉混合溶液0.1~0.5ml，將其放入滅菌鍋中106~121°C滅菌25~40min。
【文檔編號】C12P3/00GK103805637SQ201410047823
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2014年2月11日
【發明者】錢春香, 於孝牛 申請人:東南大學