[发明专利]超顺磁性纳米颗粒原位吸附分离-固定化红球菌生物脱硫工艺

权利要求书

1.一种利用超顺磁性纳米颗粒原位吸附分离-固定化红球菌生物脱硫工艺，包括如下的步骤：

(1)水基磁流体的制备

采用共沉淀法制备：在盛有400mL蒸馏水的1升搅拌式反应器中按Fe³⁺：Fe²⁺物质的量之比为2:1的比例加入三氯化铁和氯化亚铁，在氮气保护下升温到85℃至90℃，倾入过量浓氨水溶液，并滴加油酸，继续恒温30min；冷却至室温，产物用磁铁分离后，经去离子水反复清洗，得到黑色团块状磁性Fe₃O₄凝胶体；加入去离子水，在搅拌下升温至50℃，加入浓氨水数滴，凝胶溶解形成磁性液体；其中表面化学修饰的磁性Fe₃O₄纳米粒子稳定分散在水中，即水基磁流体；

(2)脱硫微生物细菌的高密度培养

取0.5mL甘油保存的红平红球菌LSSE8-1菌株(Rhodococcuserythropolis LSSE8-1，CGMCC No.0643)，加入到体积为20～50mL的培养基中，在30℃，170r/min的条件下培养1～2天后；再将培养后的R.erythropolis LSSE8-1菌株接种至更大规模的培养基体系中，摇床或发酵罐培养2～3天，制得R.erythropolis LSSE8-1的发酵液；

所用培养基的组成为每升水中含有2.44g KH₂PO₄，14.03gNa₂HPO₄·12H₂O，0.4gMgCl₂·6H₂O，0.001g CaCl₂·2H₂O，0.001gFeCl₃·6H₂O，0.004g MnCl₂·4H₂O，10g甘油和2.00g NH₄Cl；硫源为二苯并噻吩或二甲基亚砜，浓度为0.1～0.5mmol/L；

(3)超顺磁性纳米颗粒原位吸附分离-固定化微生物细胞

取一定体积的细菌发酵培养液，加入少量磁流体，使磁颗粒与细胞干重之间的比值为1/20～1/400(g/g)，充分混合均匀，通过外加磁场进行收集，并倾去上清液，实现了脱硫微生物细胞的原位吸附分离-固定化，得到赋磁性细胞；

(4)赋磁性细胞脱除油品中的含硫化合物

在磁性固定化细胞中，加入含硫油相和水相，进行脱硫反应。油水相体积之比为：10/90～95/5，最优值为：20/80～80/20；每隔一定时间取样，检测上层油相中的含硫量；所述水相为生理盐水、pH＝6～7的磷酸盐缓冲溶液或细菌培养基；所述油相为汽油、煤油、柴油、或模拟油相；

(5)赋磁性细胞的回收分离及重复利用

上述脱硫反应完成后，在外加磁场的作用下，分离收集赋磁性细胞；油水相采用常用的液液分离手段分离；在回收的赋磁性细胞中重新加入水相和油相，进行重复脱硫反应。

2.按权利要求1所述的原位吸附分离-固定化细胞脱硫工艺，其特征是：所述的水基磁流体是由表面有油酸铵修饰的纳米尺度的Fe₃O₄颗粒组成的。

3.按权利要求1所述的原位吸附分离-固定化细胞脱硫工艺，其特征是：所述的纳米Fe₃O₄颗粒及赋磁性细胞，均具有超顺磁性特征，能在外加磁场作用下方便迅速的分离、收集。

4.按权利要求1所述的原位吸附分离-固定化细胞脱硫工艺，其特征是：利用油酸铵修饰的纳米Fe₃O₄颗粒，从微生物细胞直接培养液中原位吸附分离-固定化细胞，不需要高速离心等常规分离步骤。

5.按权利要求1所述的原位吸附分离-固定化细胞脱硫工艺，其特征是：所述的油品为含硫量为50～1000ppm的汽油、煤油、柴油、或模拟油相。模拟油相的组成为0.5～5mmol/L浓度的模型含硫化合物(如：二苯并噻吩、苯并噻吩、4，6-二甲基二苯并噻吩)溶于十二烷、十四烷或十六烷溶液中。