CN102874857B - 一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法。步骤如下：1）将贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；2）将质量百分比为0.01～50%步骤1）的反应原料水悬浮液和分离液加入高温反应釜中，在温度范围为120～220℃条件下保温处理0.5～80h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。本发明的优点是操作条件温和，原料来源广，工艺简单，设备投资和能耗小；制备的片状碳酸钙表面活性好，可广泛应用于塑料、造纸、橡胶、涂料、化学建材、医药、食品、饲料、油墨等行业，具有良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法。
背景技术
贝类是我国海水养殖的主要品种，占全国海水养殖总产量的70%以上，总产量达1200万吨/年，占世界总产量的60%，居世界第一位。随着贝壳养殖的发展，产生了大量的贝壳废弃物，并造成了严重的环境问题。合理开发贝壳资源，变废为宝，实现废弃资源的再利用。贝壳是由碳酸钙和生物有机大分子组成的复合矿物，含有0.1～5%蛋白质和多糖类有机高分子物质，含有约95%的碳酸钙。贝壳粉中的有机高分子物质具有羟基、氨基和羟基等官能团，能和高分子化合物交联制备有机无机聚合物。
碳酸钙是一种低廉、色白、无毒无味、来源广和用量大的无机填料，被大量用于塑料、橡胶、化妆品、涂料、油漆、造纸和食品等行业。它是一种极性无机物，表面有许多羟基，呈现亲水性，加上粒子表面静电作用，表面能较高，不能与高聚物发生化学交联络合作用。
水热法是一种高效的纳米粉体制备方法，其基本原理是在高温高压的水热条件下，水处于超临界状态，物质在水中的物性和化学反应性能均发生很大变化，加剧了复杂离子间的反应和水解反应，使得某些化合物分解，从而获得具有特殊结构的纳米粉体。
发明内容
本发明的目的是利用高温高压水热法降解贝壳中的有机物，加剧其水解反应，从而使贝壳中的层状碳酸钙剥离出来，再采用研磨粉碎得到分子结构为片状的碳酸钙，提供一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法。
水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法是以贝壳为原料，采用水热法处理和沉降分级后，经湿磨、压滤、干燥得片状碳酸钙；其具体步骤如下：
1）将贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量百分比为0.01～50%步骤1）的反应原料水悬浮液和分离液加入高温反应釜中，在温度范围为120～220℃条件下保温处理0.5～80h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；
3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
所述的贝壳是贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、珍珠贝或河蚌壳。所述的分离液为氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系或氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系，其中氢氧化钠的质量百分比浓度为0.01～10%，次氯酸钠的质量百分比浓度为0.01～15%，过氧化氢的质量百分比浓度为0.01～15%，乙醇的质量百分比浓度为0.1～20%。所述的高温反应釜为聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高温反应釜。
本发明的优点是操作条件温和，原料来源广，工艺简单，设备投资和能耗小；制备的片状碳酸钙表面活性好，可广泛应用于塑料、造纸、橡胶、涂料、化学建材、医药、食品、饲料、油墨等行业，具有良好的经济和社会效益。
附图说明
图1和图2是水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的扫描电镜照片。
具体实施方式
水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法是以贝壳为原料，采用水热法处理和沉降分级后，经湿磨、压滤、干燥得片状碳酸钙；其具体步骤如下：
1）将贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量百分比为0.01～50%步骤1）的反应原料水悬浮液和分离液加入高温反应釜中，在温度范围为120～220℃条件下保温处理0.5～80h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；
3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
所述的贝壳是贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、珍珠贝或河蚌壳。所述的分离液为氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系或氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系，其中氢氧化钠的质量百分比浓度为0.01～10%，次氯酸钠的质量百分比浓度为0.01～15%，过氧化氢的质量百分比浓度为0.01～15%，乙醇的质量百分比浓度为0.1～20%。所述的高温反应釜为聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高温反应釜。
实施例1
1）将贻贝壳清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量百分比为0.01%步骤1）的反应原料水悬浮液和氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为0.01%，次氯酸钠含量为0.01%，乙醇含量为0.1%）加入高温反应釜中，在温度范围为120℃条件下保温处理0.5h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；
3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
实施例2
1）将扇贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量分数为50%的1）反应原料水悬浮液和氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为0.01%，次氯酸钠含量为0.01%，乙醇含量为0.1%）添加到高温反应釜中，在温度范围为220℃条件下保温处理80h，反应完毕后，随炉冷却；
3）取出反应釜，将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
实施例3
1）将牡蛎壳为原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量分数为25%的1）反应原料水悬浮液和氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为0.01%，次氯酸钠含量为0.01%，乙醇含量为0.1%）添加到高温反应釜中，在温度范围为120℃条件下保温处理80h，反应完毕后，随炉冷却；
3）取出反应釜，将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
实施例4
1）将珍珠贝清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量分数为0.1%的1）反应原料水悬浮液和氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为10%，过氧化氢含量为15%，乙醇含量为20%）添加到聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中，在温度范围为220℃条件下保温处理80h，反应完毕后，随炉冷却；
3）取出反应釜，将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
实施例5
1）将河蚌壳清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量分数为50%的1）反应原料水悬浮液和氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为0.01%，过氧化氢含量为0.01%，乙醇含量为0.1%）添加到聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中，在温度范围为120℃条件下保温处理0.5h，反应完毕后，随炉冷却；
3）取出反应釜，将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
实施例6
1）将河蚌壳清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量分数为0.1%的1）反应原料水悬浮液和氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为10%，过氧化氢含量为15%，乙醇含量为0.1%）添加到聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中，在温度范围为220℃条件下保温处理0.5h，反应完毕后，随炉冷却；
3）取出反应釜，将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
实施例7
1）将珍珠贝清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量分数为0.1%的1）反应原料水悬浮液和氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为10%，过氧化氢含量为15%，乙醇含量为0.1%）添加到聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中，在温度范围为120℃条件下保温处理80h，反应完毕后，随炉冷却；
3）取出反应釜，将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。
Claims (1)
1.一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法，其特征在于以贝壳为原料，采用水热法处理和沉降分级后，经湿磨、压滤、干燥得片状碳酸钙；其具体步骤如下：
1）将贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；
2）将质量百分比为0.01～50%步骤1）的反应原料水悬浮液和分离液加入高温反应釜中，在温度范围为120～220℃条件下保温处理0.5～80h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；
3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙；
所述的贝壳是贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、珍珠贝或河蚌壳；所述的分离液为氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系或氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系，其中氢氧化钠的质量百分比浓度为0.01～10%，次氯酸钠的质量百分比浓度为0.01～15%，过氧化氢的质量百分比浓度为0.01～15%，乙醇的质量百分比浓度为0.1～20%。
2. 如权利要求1所述的一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法，其特征在于所述的高温反应釜为聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高温反应釜。
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