[发明专利]一种光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法

说明书

本发明提供了一种光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法，将脱氮硫杆菌在无氧条件下培养2～9天，通过离心和重悬获得浓缩菌液，转接到含有空穴捕集剂和蒽醌类有机物的无硫源培养基中，所述无硫源培养基中含硝酸盐，在无氧条件下黑暗放置一段时间，再光照实现高纯度N₂O生产。该方法操作简单、环保经济、产率高。

技术领域

本发明涉及一种光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法，属于一氧化二氮生产技术领域。

背景技术

一氧化二氮(N₂O)是一种高能量、高价值的能源物质，可以作为助燃剂或者火箭氧化剂，也可以作为麻醉剂。目前N₂O主要的传统生产方式是硝酸铵加热法，但该方法成本高，需要高温操作，硝酸铵对热十分敏感，易引起爆炸事故，硝酸铵是危险化学品，不利存储和运输。因此，急需开发操作简便、安全可靠、经济环保的N₂O的生产方法。

发明内容

本发明提供了一种光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法，将脱氮硫杆菌在无氧条件下培养2～9天，通过离心和重悬获得浓缩菌液，转接到含有空穴捕集剂和蒽醌类有机物的无硫源培养基中，所述无硫源培养基中含硝酸盐，在无氧条件下黑暗放置一段时间，再光照实现高纯度一氧化二氮生产。

作为进一步改进的，所述空穴捕集剂为抗坏血酸、乙醇或三乙醇胺中的一种或几种。

作为进一步改进的，所述蒽醌类有机物为蒽醌-2,6-二磺酸钠、9,10-蒽并醌-2-磺酸钠盐水合物、9,10-二氢-9,10-二氧代-2-蒽羧酸中的一种或几种。

作为进一步改进的，所述脱氮硫杆菌培养至OD_600nm值为0.10～0.35。

作为进一步改进的，所述空穴捕集剂在无硫源培养基中的终浓度为0.05～0.5wt％。

作为进一步改进的，蒽醌类有机物在无硫源培养基中的终浓度为2100～4000μmol/L。

作为进一步改进的，所述无硫源培养基的配方为NaH₂PO₄ 1.0～4.0g/L，NaNO₃10.0～20.0g/L，MgCl₂ 0.5～1.5g/L，FeSO₄溶液0.08～1.2mL/L，SL-4溶液1.0～4.0mL/L，Phosphate buffer1～10mL/L，其余为水。

作为进一步改进的，所述黑暗放置时间为8～12h。

作为进一步改进的，所述光照的光照强度范围是110～200mW/cm²，光照时的温度为25～40℃，光照时间为20～40min。

作为进一步改进的，所述离心为3000～7000r/min离心4～20min，离心温度为4～25℃。

本发明的有益效果是：

本发明光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法以NO^3-为底物，而不是传统N₂O生产过程中的昂贵、危险的化学品硝酸铵，克服了传统N₂O生产过程中存在的能耗大、成本高和安全系数不高等缺点。

本发明的光驱动高纯度一氧化二氮的生产方法创新性地将蒽醌类有机物的光捕集能力与细菌的快速自我繁殖、高选择性优点结合以用于高纯度N₂O的生产,N₂O的产率高达93.76％，可进行大规模的推广应用。