[发明专利]一种利用巴氏芽孢杆菌制备高分散性纳米碳酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种利用巴氏芽孢杆菌制备高分散性纳米碳酸钙的方法，属于碳酸钙制备技术领域。本发明首先以甘油为营养物质，乙二醇为缓冲质，加入巴氏芽孢杆菌和水制得菌液，再将制得的菌液和硝酸钙溶液混合搅拌得到混合反应液，再向混合反应液中加入蔗糖脂肪酸酯和脂肪酶，在恒温箱中静置反应，得到催化混合反应液，接着再加入尿素溶液，在37℃下反应后过滤，分离得到滤渣，最后煅烧即得高分散性纳米碳酸钙，本发明制得纳米碳酸钙分散性好，没有团聚现象产生，并且粒径均一，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种利用巴氏芽孢杆菌制备高分散性纳米碳酸钙的方法，属于碳酸钙制备技术领域。

背景技术

目前，纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于 0.01～0.1μm之间。由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化， 产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，可广泛用于塑料、橡胶、油漆、油墨、密封胶粘材料、涂料等领域。

目前常见的制备碳酸钙方法中，由于纳米碳酸钙表面有亲水性较强的基团，使得纳米碳酸钙与聚合物的亲和性差，而且纳米碳酸钙有极高的自由能和极性，在合成反应、压滤和干燥等各个生产工序中易形成硬的团聚集体，要得到单分散的纳米粒子非常困难，在制备过程中极易发生团聚，大多以聚集体存在，致使纳米碳酸钙实际使用时的粒径明显升高，造成在聚合物中分散不良，应用于聚合物时的表面有明显麻点或沙粒。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种利用巴氏芽孢杆菌制备高分散性纳米碳酸钙的方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前纳米碳酸钙在制备过程中极易发生团聚，大多以聚集体存在，致使纳米碳酸钙实际使用时的粒径明显升高，造成在聚合物中分散不良，应用于聚合物时的表面有明显麻点或沙粒。为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种利用巴氏芽孢杆菌制备高分散性纳米碳酸钙的方法。

本发明的一种利用巴氏芽孢杆菌制备高分散性纳米碳酸钙的方法，具体制备步骤为：

（1）巴氏芽孢杆菌菌液：将去离子水，巴氏芽孢杆菌，甘油，乙二醇混合，得巴氏芽孢杆菌菌液；

（2）混合反应液的制备：将巴氏芽孢杆菌菌液和硝酸钙溶液混合反应，得到混合反应液；

（3）催化混合反应液的制备：将混合反应液和蔗糖脂肪酸酯以及脂肪酶混合静置，得到催化混合反应液；

（4）反应产物的制备：向催化混合反应液中加入尿素溶液，搅拌反应，得到反应产物；

（5）高分散性纳米碳酸钙的制备：将反应产物过滤，得滤渣，再将滤渣烧结处理后出料，即得高分散性纳米碳酸钙。

进一步的，具体制备步骤为：

（1）巴氏芽孢杆菌菌液：将去离子水，巴氏芽孢杆菌，甘油，乙二醇置于无菌烧杯中， 用搅拌器以300～500r/min的转速，搅拌混合20～30min，得巴氏芽孢杆菌菌液；

（2）混合反应液的制备：将上述得到的巴氏芽孢杆菌菌液和质量分数为30%的硝酸钙溶液混合后装入烧杯中，搅拌混合反应，得到混合反应液；

（3）催化混合反应液的制备：将上述混合反应液和蔗糖脂肪酸酯以及脂肪酶混合后放入恒温箱中，在37℃下静置1～2天，静置结束后，移入反应釜中，得到催化混合反应液；

（4）反应产物的制备：向上述反应釜中加入质量分数为10～20%尿素溶液，密封反应釜后，在37℃下以200～300r/min的转速搅拌反应15～20h，得到反应产物；

（5）高分散性纳米碳酸钙的制备：将上述得到的反应产物过滤，分离得到滤渣，再将得到滤渣移入烧结炉中，加热升温，保温烧结处理后出料，即得高分散性纳米碳酸钙。

进一步的，所述步骤（1）中，按重量份数计，去离子水为70～80份，巴氏芽孢杆菌为10～20份，甘油为20～25份，乙二醇为8～10份。