[发明专利]一种基于生物矿化反应合成碱式碳酸镍的方法

说明书

一种基于生物矿化反应合成碱式碳酸镍的方法，该方法先培养巴氏芽孢八叠球菌，再收集菌体并用无菌水重悬得到重悬菌液，然后将重悬菌液加入尿素和氯化镍的混合溶液中，于室温下进行生物诱导矿化反应，最后收集沉淀依次进行洗涤、干燥以得到碱式碳酸镍。本设计不仅反应稳定性好、条件温和、步骤简单、无有害污染，而且具有更高的含碳比，更适用于有机镍盐制备的中间体。

技术领域

本发明属于无机材料合成领域，具体涉及一种基于生物矿化反应合成碱式碳酸镍的方法。

背景技术

碳酸镍是一种重要的镍化合物，目前已知的形态有正碳酸镍、碱式碳酸镍和酸式碳酸镍。作为一种重要的无机精细化学品，碱式碳酸镍被广泛应用于工业催化剂、精密电镀、印刷电路板电镀、通用合金电镀、镍钴合金电镀、陶瓷工业等领域。碱式碳酸镍是制备多种镍盐的原料，并且是正在逐步替代传统石油化工催化剂的新兴化工产品。

工业上合成碱式碳酸镍的方法有多种，因其制备方法不同而有差异，其分子式写为xNiCO₃·yNi(OH)₂·zH₂O。其中最为常规的是碳酸钠法，该方法通过在硫酸中分次加入硝酸配成混酸，然后加入金属镍，与硝酸反应生成硝酸镍，再与硫酸反应生成硫酸镍溶液，再加入纯碱反应生成碱式碳酸镍，经过滤、浓缩、冷却结晶、离心分离，制得碱式碳酸镍成品。现有的合成方法不仅对温度和时间的要求较高，而且后处理步骤复杂，成本较高，同时存在有害杂质不易去除的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种合成条件温和、步骤简单且无有害污染的基于生物矿化反应合成碱式碳酸镍的方法。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于生物矿化反应合成碱式碳酸镍的方法，依次包括以下步骤：

步骤一、先培养巴氏芽孢八叠球菌，再收集菌体并用无菌水重悬得到重悬菌液；

步骤二、先将重悬菌液加入尿素和氯化镍的混合溶液中，于室温下进行生物诱导矿化反应，然后收集沉淀依次进行洗涤、干燥，得到碱式碳酸镍。

步骤二中，所述尿素和氯化镍的混合溶液中尿素、氯化镍的浓度分别为0.4-0.6mol/L、0.008-0.012mol/L，重悬菌液与尿素和氯化镍的混合溶液的体积比为1:0.8-1.2。

步骤一中，所述重悬菌液的OD值为2.5-4.0。

所述步骤二中，将重悬菌液加入尿素和氯化镍的混合溶液中后调节体系pH至7.5-8.5，使生物诱导矿化反应在碱性环境中进行。

步骤一中，所述巴氏芽孢八叠球菌的保藏编号为ATCC11859，其培养方法为：

无菌环境下，先将巴氏芽孢八叠球菌接种至添加有尿素的LB固体培养基中培养，然后挑取单菌落接种至添加有尿素的LB液体培养基中孵育。

所述重悬菌液的制备方法为：

将孵育完成后的菌液离心后取沉淀，再依次用无菌生理盐水、无菌水对沉淀进行洗涤，最后加入无菌水重悬得到与孵育完成后的菌液体积相同的重悬菌液。

所述添加有尿素的LB固体培养基的配方包括：氯化钠9-11g/L、胰蛋白胨9-11g/L、酵母粉4.5-5.5g/L、尿素9-11g/L、琼脂18-22g/L；

所述添加有尿素的LB液体培养基的配方包括：氯化钠9-11g/L、胰蛋白胨9-11g/L、酵母粉4.5-5.5g/L、尿素9-11g/L。

步骤二中，所述生物诱导矿化反应的时间为10-30min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：