[发明专利]碳酸钙的制备方法

说明书

一种碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：制备含尿素的培养基，将巴氏芽孢八叠球菌菌株接种入其中，培养得到巴氏芽孢八叠球菌菌液；制备产碳酸钙培养基，取巴氏芽孢八叠球菌菌液，处理后加入产碳酸钙培养基中，振荡培养形成碳酸钙；取出形成碳酸钙后的菌液，去除培养基然后烘干，制得微生物成因的碳酸钙；取巴氏芽孢八叠球菌菌液，使细菌微环境pH恢复至中性；用产碳酸钙培养基稀释菌液至OD₆₀₀为0.01～0.1，取微生物成因的碳酸钙加入稀释后的菌液中得到新的碳酸钙。本发明的碳酸钙的制备方法利用模板法诱导碳酸钙的生成，可以使碳酸钙在特定的位点生长，有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物矿化技术领域，具体涉及一种碳酸钙的制备方法。

背景技术

生物矿化是微生物活动引起环境的化学变化而导致矿物质沉淀的现象。相比于化学法，微生物诱导碳酸钙生成的方法绿色环保，被应用于建筑修复、矿渣处理等领域。典型的微生物诱导碳酸钙的过程中，微生物能够分泌一种或多种代谢产物(CO₃^2-)与环境中的Ca²⁺发生反应，进而导致碳酸钙沉淀。很多微生物都能够诱导碳酸钙生成，其中，产脲酶菌株巴氏芽孢八叠球菌(Sporosarcinapasteurii)能够通过尿素水解作用诱导碳酸钙形成，利用脲酶催化尿素水解产生氨和碳酸盐。在这个反应中，1mol尿素被水解为1mol氨和1mol氨基甲酸(式1.3.1)，氨基甲酸自发水解为1mol氨和1mol碳酸(式1.3.2)。NH₃和H₂CO₃在水中进一步平衡形成碳酸氢盐(式1.3.3)和2mol氨、2mol氢氧根离子(式1.3.4)。产生的氢氧根离子使环境中的pH升高，从而改变碳酸氢盐的平衡，形成碳酸根离子(式1.3.5)。NH₄⁺的产生增加了局部pH值，因此该反应可以自发的持续形成碳酸钙。

CO(NH₂)₂+H₂O→NH₂COOH+NH₃ (1.3.1)

NH₂COOH+H₂O→NH₃+H₂CO₃ (1.3.2)

利用模板法合成碳酸钙可以通过模板诱导碳酸钙的生长，来控制碳酸钙的形貌。目前，利用模板法合成碳酸钙多见于化学法合成碳酸钙，模板法在微生物法合成碳酸钙中尚不常见。我们利用微生物诱导生成的碳酸钙为模板用微生物法制备了碳酸钙。而对于其它模板，例如：聚苯乙烯磺酸钠及化学合成的碳酸钙，则无法作为微生物法制备碳酸钙的模板。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳酸钙的制备方法，以便解决上述问题的至少之一。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)配制细菌生长的培养基，灭菌后，加入过滤除菌的尿素，得到含尿素的培养基，将巴氏芽孢八叠球菌菌株接种入所述含尿素的培养基中，过夜振荡培养，得到巴氏芽孢八叠球菌菌液；(2)配制钙盐溶液，过滤除菌后加入所述含尿素的培养基中，得到产碳酸钙培养基，取步骤(1)制备的所述巴氏芽孢八叠球菌菌液，去掉培养基后加入新鲜液体培养基混悬，将混悬后的菌液加入所述产碳酸钙培养基中，振荡培养，形成碳酸钙；取出形成碳酸钙后的菌液，彻底去除培养基，然后烘干制得微生物成因的碳酸钙；(3)取步骤(1)制备的巴氏芽孢八叠球菌菌液，去掉培养基后加入所述含尿素的培养基混悬，使得细菌微环境pH恢复至中性；使用所述产碳酸钙培养基稀释菌液至OD600为0.01～0.1，取步骤(2)得到的所述微生物成因的碳酸钙加入稀释后的菌液中得到新的碳酸钙。