[发明专利]一种生物矿化法制备海胆状α-Fe2O3的方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种以生物矿化技术制备海胆状α-Fe₂O₃的方法。

（二）背景技术

纳米α-Fe₂O₃具有良好的耐光性、耐腐蚀性、磁性、以及电化学性能。可以广泛地用于光催化、气敏材料、药物靶向诱导、锂离子电池等领域。然而传统制备均一结构纳米α-Fe₂O₃大都利用化学法、其工艺复杂，耗能且有污染。而制备多级结构的纳米α-Fe₂O₃则更加复杂。受限于制备条件，纳米α-Fe₂O₃在实际应用领域中并未发挥出其优异的特性。因此，找到一种简便、绿色、低成本的制备方法是有效推进其在各个领域实用化的关键。

（三）发明内容

本发明的目的在于提供一种以氧化亚铁硫杆菌对铁离子的矿化作用加工制备多级海胆状α-Fe₂O₃的方法。

下面对本发明的技术方案做具体说明。

本发明提供了一种生物矿化法制备海胆状α-Fe₂O₃的方法，其制备方法包括如下步骤：

（1）将氧化亚铁硫杆菌菌种放到9k培养基中放入摇床培养，然后从摇床中取出培养液后静置沉降，收集不溶物；

（2）将不溶物用去离子水清洗、离心、烘干，干燥物在保护气氛中于500～900℃煅烧2～4h，得到海胆状α-Fe₂O₃。

作为优选，步骤（1）所述摇床培养条件为：30℃，180r/min，培养时间为3～7天。培养时间太短的话，代谢产物的量比较少，时间过长的话，细菌增殖到一定程度后又会衰减，所以作为进一步的优选，步骤（1）中摇床培养时间为5天。

作为优选，步骤（2）中，煅烧温度为700℃，煅烧时间为3h。

作为优选，步骤（2）中，所述的保护气氛为氮气或氩气。

本发明具体推荐所述的生物矿化法制备海胆状α-Fe₂O₃的方法按照如下步骤进行：

（1）将氧化亚铁硫杆菌菌种放到9k培养基中放入摇床在30℃、180r/min的条件下培养5天，从摇床中取出培养液后静置沉降，收集不溶物；

（2）将不溶物用去离子水清洗、离心、烘干，将干燥物在氮气保护下于700℃煅烧3h，冷却后水洗得到海胆状α-Fe₂O₃。

本发明制得的海胆状氧化铁的形貌结构为：长度为1～2μm的氧化铁椭球上附着长度为200～400nm、直径在100nm以下的氧化铁纳米棒。

本发明制得的海胆状氧化铁可以广泛地用于光催化、气敏材料、药物靶向诱导、锂离子电池等领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

A）本发明利用生物矿化法制备海胆状氧化铁，整个过程绿色环保，且产量高，有工业化潜力。

B）本发明制得的氧化铁为三维多级结构，在药物靶向传输、光催化、锂离子电池等领域具有很高的应用潜力。

（四）附图说明

图1是本发明所用氧化亚铁硫杆菌的透射电镜形貌图。

图2是本发明实施例1制得的海胆状氧化铁扫描电镜下形貌。

图3是本发明实施例2制得的海胆状氧化铁扫描电镜下形貌。

图4是本发明实施例3收集的不溶物的XRD谱图。

图5是本发明实施例3煅烧清洗后产物的XRD谱图。

（五）具体实施方式

下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

将经筛菌所获的氧化亚铁硫杆菌菌种放到9k培养基中放入摇床（30℃，180r/min）培养5天。从摇床中取出后静置沉降1天，而后收集容器底部不溶物。将不溶物用去离子水清洗4次并离心，离心转速6000r/min，时间5min，而后在60℃下烘干。将干燥物于700℃氮气保护下煅烧3h，冷却后用去离子水清洗3-4次，得到海胆状α-Fe₂O₃，产物形貌见图2。