[发明专利]一种利用真菌胞外聚合物制备赤铁矿纳米颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种利用真菌胞外聚合物制备赤铁矿纳米颗粒的方法，包括如下步骤：获取真菌的胞外聚合物溶液，将铁盐加入到胞外聚合物溶液中反应后即得。本发明利用真菌的胞外聚合物中含有的丰富的生物大分子以及其起到的分散剂的作用，进而有效保证制备得到具有一定的分散性的赤铁矿纳米颗粒；本发明方法的整体制备过程具有操作时间短、操作成本低、无二次污染等优点。

技术领域

本发明涉及纳米颗粒制备领域，具体涉及一种利用真菌胞外聚合物制备赤铁矿纳米颗粒的方法。

背景技术

铁元素在地壳中普遍存在，其氧化物、硫化物在自然环境中分布广泛。由于铁基纳米材料成本较低，具有较高的比表面积和反应活性，已被广泛合成用于去除土壤和地下水中的重金属污染。赤铁矿(α-Fe₂O₃)纳米颗粒是一种常用的铁基纳米材料，是所有铁氧化物中稳定性最优异的铁矿物，其耐光、抗腐蚀性强，生物毒性低、环境友好，对多种重金属污染物具有较强的亲和性，比表面积大、吸附性能强，是一种理想的可应用于土壤和地下水重金属污染修复的铁基纳米材料。

目前，常用的赤铁矿纳米颗粒的制备方法包括沉淀法、水热法、水解法等化学方法。这些方法普遍涉及高温、高压、有毒化学品等，所需设备复杂、能耗高、成本高。具体的，例如：沉淀法需要经过高温煅烧获得赤铁矿纳米颗粒；水热法需要在高温高压密闭条件；水解法需要沸腾回流操作。同时，化学方法制备的赤铁矿，通常需要利用乙醇、丙酮等有机溶剂进行清洗，然后添加稳定剂(如十二烷基磺酸钠、柠檬酸等)维持颗粒的分散性，操作复杂，而且涉及有毒有害化学品的使用。

赤铁矿纳米颗粒的制备还可以采用微生物(如真菌、细菌、放线菌等)合成的方法，由于其具有能耗低、反应条件温和、无二次污染等特性受到越来越多的关注。例如，Bharde等利用土壤真菌Fusarium oxysporum和Verticillium sp.在胞外成功合成了磁铁矿纳米颗粒(Bharde et al.,Small,2006,2(1):135-141)。但采用真菌、细菌、放线菌等微生物合成方法制备铁氧化物纳米颗粒，大部分是在微生物细胞内合成，仅有少部分可以在胞外合成，并且也同时面临纳米颗粒与微生物细胞分离的问题，需要额外增加繁琐的分离操作步骤。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用微生物合成赤铁矿纳米颗粒的方法存在分离操作繁琐的缺陷，从而提供解决上述问题的一种利用真菌胞外聚合物制备赤铁矿纳米颗粒的方法。

一种利用真菌胞外聚合物制备赤铁矿纳米颗粒的方法，包括如下步骤：

获取真菌的胞外聚合物溶液，

将铁盐加入到胞外聚合物溶液中反应后即得。

所述铁盐加入到胞外聚合物溶液中后，铁盐的终浓度为1mmol/L。

所述铁盐为硝酸铁。

所述真菌为土壤真菌。

所述胞外聚合物溶液的获取过程为：

先采用培养基将真菌培养至对数期，收集真菌，悬浮于氯化钠溶液中进行再培养，再培养的时间为72h；再培养完成后，分离去除真菌细胞后即得胞外聚合物溶液。

所述氯化钠溶液的浓度为0.1％。

所述真菌的培养条件为28℃，转速180rpm。

所述分离去除真菌细胞的过程为：先离心再过滤，过滤的滤液即为胞外聚合物溶液。

所述离心条件为5000rpm，离心20min，温度10℃；

所述过滤的滤膜规格为0.22μm孔径，材质为聚醚砜或聚四氟乙烯。

所述反应条件为28℃，转速180rpm；反应时间为48h。

本发明技术方案，具有如下优点：