專利名稱：采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抑菌粉劑及其制備方法，尤其是天然電氣石載鈷無機抑菌粉 劑及其制備方法。
技術(shù)背景近年來，隨著國民經(jīng)濟的加速發(fā)展，工業(yè)廢水特別是硫酸鹽廢水的污染 越來越嚴重，我國很多城市的地下水已經(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造成受納水體酸化，.降低水體pH 值，并產(chǎn)生潛在腐蝕性；這類酸性廢水也會破壞土壤結(jié)構(gòu)，減少農(nóng)作物產(chǎn)量。 硫酸鹽廢水潛伏周期長，雖然有自然還原菌的活性，在短時間內(nèi)不會有明顯 的負面影響，.一旦因長期積累形成大面積污染，治理的難度很大，特別是在 油田生產(chǎn)過程中，硫酸鹽還原菌的繁殖會造成很多危害，例如地面系統(tǒng)中 腐蝕產(chǎn)物(主要為不溶于水的金屬硫化物)導(dǎo)致水體發(fā)黑，懸浮固體量增加。 如何有效的抑制硫酸鹽還原菌的活性，已經(jīng)成為油田生產(chǎn)的一個非常受關(guān)注 的問題。目前，抗菌劑的種類大體上町分為無機系、有機系和天然生物系3大類無機抗菌劑通過將無機材料固有的穩(wěn)定性和抗菌成分的高效性、廣譜性相結(jié) 合，成功地克服了有機抗菌劑的缺點，無機抑菌劑和殺菌劑則是指以無機材 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抗菌劑；有 機抗菌劑的應(yīng)用已有相當(dāng)長的歷史，在選用有機抗菌劑時，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；天然抗菌劑主要以天然 植物為提取物，資源浪費嚴重，推廣應(yīng)用有一定的困難。發(fā)表在2006年云南大學(xué)學(xué)報的論文《天然電氣石載銀抗菌劑的研究》提出了一種采用的是天然的電氣石作為抗菌劑的理論，采用的電氣石粒徑在20pm左右，合成方法主要是固相合成法，通過研磨混合煅燒而成，但這種方 法也存在浪費資源，推廣應(yīng)用有一定困難的缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決天然抗菌劑主要以天然植物為提取物，浪費資源，推廣應(yīng)用有一定的困難；現(xiàn)有的有機抗菌劑的安全性差、耐熱性差、易分解和使用 壽命短的問題，提供了一種采用電氣石載鈷的無機抑制硫酸鹽還原菌粉劑及 制備方法。本發(fā)明的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑由電氣石和氯化 鈷固體組成，按質(zhì)量百分比電氣石為60~99.99%、氯化鈷固體為0.01~40%，經(jīng)混合、烘干、研磨、煅燒和再研磨制成。本發(fā)明的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑的制備方法步驟 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，用磁力攪拌器進行攪拌，制成0.1g/ml 的懸浮溶液；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，用磁力攪拌器進行攪拌，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添加硝酸鹽溶液0.03mol/L，將pH值調(diào)整至4~8;步驟三、向步驟二獲得的混合溶液中按質(zhì)量百分比添加0.01 40%的氯化 鈷固體，再加入固體聚乙二醇分散劑，攪拌4~5個小時，聚乙二醇分散劑在 體系中的終濃度為1.5~2.5%;步驟四、對步驟三進行減壓抽濾分離獲得沉淀物，用去離子水清洗沉淀物；步驟五、將經(jīng)過步驟四分離、清洗后的粉末放在恒溫干燥箱內(nèi)以90~110°C 進行烘干；步驟六、將經(jīng)過步驟五烘干的粉末進行研磨，研磨后的粉末在200 800。C 中煅燒2 4個小時，對煅燒后粉末再次進行研磨后，即獲得電氣石載鈷的無 機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50年代對其晶體結(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+、 Fe3+ 或Q"3+占據(jù)，也可能包括Mg"和V3+; W由OH— 、 F、 CT2占據(jù)。X， Y， Z的 3個位置的原子或離子種類不同時，會影響電氣石的顏色。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 800nm的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載鈷，不僅有效的提高了載鈷量，而且提高了硫酸 鹽還原菌殺菌的效果。該無機抑菌劑具有電氣石本身能產(chǎn)生負離子、電極性、 自發(fā)極化效應(yīng)、壓電性和遠紅外輻射特性，提高了接觸的表面積；同時具有 其他抑菌劑不具有的抑菌功能，對大腸桿菌抑菌效果100%;能有效的提高氧 化還原電位，抑制硫酸鹽還原菌的活性，使之不再進行硫酸鹽還原反應(yīng)，不 再產(chǎn)生硫化氫氣體和硫化物；對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 抑菌粉劑具有節(jié)省資源、安全性好、耐熱性好、不易分解和使用壽命長的特 點。對于減少硫酸鹽還原菌對油田生產(chǎn)及經(jīng)濟效益方面的影響，具有廣泛的 應(yīng)用前景。


圖l是本發(fā)明所述的電氣石掃描電鏡(SEM)形貌圖，圖2是本發(fā)明所述 的電氣石的原子力顯微鏡(AFM)示意圖，圖3是本發(fā)明所述的電氣石載鈷的 SEM形貌圖，圖4是電氣石和電氣石載鈷的紅外光譜圖，圖5是電氣石載原 樣的XRD圖，圖6是電氣石載鈷的XRD圖，圖7是80(TC時電氣石載鈷的 XRD圖，圖8是電氣石載鈷對硫酸鹽還原菌的活性的抑制圖。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式的電氣石載鈷無機抑硫酸鹽還原菌粉劑由 電氣石和氯化鈷固體組成，按質(zhì)量百分比電氣石為60~99.99%、氯化鈷固體為 0.01 40%經(jīng)混合、烘干、研磨、煅燒和再研磨制成。
具體實施方式
二本實施方式按質(zhì)量百分比電氣石為60%、氯化鈷固體 為40%制成。其它組成與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式按質(zhì)量百分比電氣石為80%、氯化鈷固體 為20%制成。其它組成與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式按質(zhì)量百分比電氣石為99.99%、氯化鈷固 體為0.01%制成。其它組成與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑的制備方法步驟如下-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，用磁力攪拌器進行攪拌，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添加硝酸鹽溶液0.03mol/L，將pH 值調(diào)整至4~8;步驟三、向步驟二獲得的混合溶液中按質(zhì)量百分比添加0.01~40%的氯化 鈷固體，再加入固體聚乙二醇分散劑，攪拌4 5個小時，聚乙二醇分散劑在 體系中的終濃度為1.5 2.5%;步驟四、對步驟三進行減壓抽濾分離獲得沉淀物，用去離子水清洗沉淀物；步驟五、將經(jīng)過步驟四分離、清洗后的粉末放在恒溫干燥箱內(nèi)以90 11(TC 進行烘干；步驟六、將經(jīng)過步驟五烘干的粉末進行研磨，研磨后的粉末在200 80(TC 中煅燒2~4個小時，對煅燒后粉末再次進行研磨后，即獲得電氣石載鈷的無 機抑制硫酸鹽還原菌粉劑。
具體實施方式
六本實施方式步驟一中電氣石的粒徑為10 700nm。其它 步驟與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式步驟一中按質(zhì)量百分比取電氣石為 70~95%。其它步驟與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
八本實施方式步驟三中的聚乙二醇分散劑在體系中的濃 度為2%。其它步驟與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
九本實施方式步驟五中的粉末放在恒溫干燥箱內(nèi)以100 105°<3進行烘干。其它步驟與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
十本實施方式步驟六中研磨后的粉末在400 75(TC溫度煅 燒。其它步驟與具體實施方式
五相同。
權(quán)利要求
1、采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑，它由電氣石和氯化鈷固體組成，其特征在于按質(zhì)量百分比電氣石為60～99.99％、氯化鈷固體為0.01～40％經(jīng)混合、烘干、研磨、煅燒和再研磨制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑， 其特征在于按質(zhì)量百分比電氣石為60%、氯化鈷固體為40%制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑， 其特征在于按質(zhì)量百分比電氣石為80%、氯化鈷固體為20%制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑， 其特征在于按質(zhì)量百分比電氣石為99.99%、氯化鈷固體為0.01%制成。
5、 權(quán)利要求1所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑的制 備方法，其特征在于該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，用磁力攪拌器進行攪拌，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添加硝酸鹽溶液0.03mol/L，將pH 值調(diào)整至4~8;步驟三、向步驟二獲得的混合溶液中按質(zhì)量百分比添加0.01 40%的氯化 鈷固體，再加入固體聚乙二醇分散劑，攪拌4 5個小時，聚乙二醇分散劑在 體系中的終濃度為1.5~2.5%;步驟四、對步驟三進行減壓抽濾分離獲得沉淀物，用去離子水清洗沉淀物；步驟五、將經(jīng)過步驟四分離、清洗后的粉末放在恒溫干燥箱內(nèi)以90~110°C 進行烘干；步驟六、將經(jīng)過步驟五烘干的粉末進行研磨，研磨后的粉末在200 800。C 中煅燒2 4個小時，對煅燒后粉末再次進行研磨后，即獲得電氣石載鈷的無 機抑制硫酸鹽還原菌粉劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑 的制備方法，其特征在于步驟一中電氣石的粒徑為10 700nm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑的制備方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量百分比取電氣石為70 95%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑 的制備方法，其特征在于步驟三中的聚乙二醇分散劑在體系中的終濃度為 2%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑 的制備方法，其特征在于步驟五中粉末放在恒溫干燥箱內(nèi)以100 105'C進行烘 干。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉 劑的制備方法，其特征在于步驟六中研磨后的粉末在400 75(TC溫度煅燒。
全文摘要
采用電氣石載鈷抑制硫酸鹽還原菌活性的粉劑及制備方法，它涉及抑菌劑及其制備方法，以解決現(xiàn)有天然抗菌劑難以推廣；有機抗菌劑的安全性差、耐熱性差、易分解和使用壽命短的問題。本發(fā)明按質(zhì)量百分比由電氣石為60～99.99％、氯化鈷固體為0.01～40％制成。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、添加鈷和分散劑，攪拌；四、減壓抽濾分離，用去離子水清洗；五、將分離、清洗后的粉末進行烘干；六、將烘干的粉末進行研磨、煅燒后粉末再次進行研磨后，即獲得無機抑菌粉劑。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鈷量，而且提高了抑制菌劑的殺菌效果。
文檔編號A01N25/08GK101116447SQ20071007277
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者呂曉磊, 皓 周, 原 沃, 侃 蔣, 放 馬, 杰 高, 利 魏 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)