CN106862585A

CN106862585A - 一种以蛋壳粉为模板制备CaCO3‑Ag复合材料的方法

Info

Publication number: CN106862585A
Application number: CN201710031055.2A
Authority: CN
Inventors: 杨大鹏; 张彬; 刘明焕
Original assignee: Quanzhou Normal University
Current assignee: Quanzhou Normal University
Priority date: 2017-01-22
Filing date: 2017-01-22
Publication date: 2017-06-20

Abstract

本发明公开了一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃‑Ag复合纳米材料的方法，包括鸡蛋壳的处理、鸡蛋壳粉的制备、鸡蛋壳粉负载银离子、过滤、烘干、煅烧等步骤，最终获得CaCO₃‑Ag复合纳米材料,本发明所述方法利用了简单的金属离子与有机物分子相互作用，在加热条件下分解的原理，所用材料廉价、易得，工艺简单，无需精密设备，能耗低，所得产品CaCO₃‑Ag复合材料中银纳米粒子大小均一，分散性较好,该复合纳米材料将在催化、医药中抗菌剂和组织工程支架材料、涂料、颜料、陶瓷、鞋材、服装、家电家具、轻工等行业有潜在的应用价值。

Description

一种以蛋壳粉为模板制备CaCO3-Ag复合材料的方法

技术领域

本发明涉及的是一种复合纳米材料技术领域的制备方法，具体是一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法。

背景技术

蛋壳，一种典型的复合材料，其主要组成为碳酸钙和有机物生物大分子。我国每年生产鸡蛋壳达800万吨左右，居世界第一。除少量用于饲料、食品、医药、轻工等行业的添加剂外，其余均被作为废物随意丢弃，造成了严重的资源浪费和环境污染。鸡蛋壳的主要成分中，CaCO₃约占壳重的83%-85%，蛋白质约占壳重的15%-17%，另外还有少量的微量元素（如锌、铜、铁、锰、硒等），重金属含量极低，是一种优良的生物材料。本发明是将蛋壳这种优质天然资源进行充分利用，将其转化成高附加值的产品，同时又能很好地解决蛋壳对环境的污染和资源浪费问题。

金属银纳米粒子因其在抗菌、催化、传感、光学等领域的广泛应用，已经成为当今纳米科学研究的热门课题。在医疗领域，纳米银可用于制造抗菌医药及医疗器械、抗菌塑料及橡胶制品、抗菌纺织品及服装鞋袜、抗菌涂料、抗菌陶瓷、抗菌玻璃等。极少的纳米银可产生强大的杀菌作用，可在数分钟之内杀死650多种细菌，且无任何耐药性；能够促进伤口的愈合、细胞的生长及受损细胞的修复，无任何毒副作用，对皮肤也没有任何刺激反应。另外，纳米银做催化剂用于乙烯氧化反应和燃料电池也都有着出色的效果。

目前纳米银的制备方法有很多，主要包括物理方法和化学方法。物理法得到的产品颗粒不均且纯度低，耗费严重。化学法包括气-液两相法、沉淀合成法、水热合成法和模板法，其中气-液两相法得到的粒子较小，但反应时间长；沉淀合成法工艺流程短，但易引入杂质，纯度低；模板法由于表面活性剂的存在（稳定粒子，防止团聚），易于部分造成银纳米粒子性能的确失。本发明应用无机盐热分解得到银纳米粒子，工艺流程短，操作简单，原料价格低廉，产品粒径均一，且无团聚产生。

CaCO₃用途广范，是重要的建筑材料，也是工业中重要的添加剂，例如食品、橡胶、涂料、塑料、密封胶黏材料、造纸、肥皂、化妆品等行业，都离不开CaCO₃。市售CaCO₃主要来源于天然无机矿物。本发明对CaCO₃颗粒进行表面改性利用的是蛋壳中的CaCO₃，这生物产生的CaCO₃具有市售产品所不具备的结构特点。

发明内容

为解决现有技术的不足之处，本发明提供一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法。

一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，该方法包括以下步骤：

一、蛋壳的处理：

将回收的蛋壳除去壳膜，用清水冲洗干净，烘干，备用；

二、蛋壳粉的制备：

将烘干的蛋壳磨碎，过筛；

三、溶液的配制：

在室温下同时配制不同摩尔浓度的AgNO₃溶液；

四、蛋壳粉负载银离子：

取一定量的蛋壳粉，与步骤（三）制备的不同浓度的AgNO₃溶液混合，遮光，搅拌浸泡一定时间；

五、过滤：

将浸泡后的蛋壳粉过滤，收集滤渣；

六、烘干：

将收集的滤渣于烘箱中烘干；

七、煅烧：

将烘干后的滤渣于马弗炉中高温煅烧，自然冷却至室温。

进一步地，步骤一中所用的蛋壳可为鸡蛋壳、鸭蛋壳和鹅蛋壳。

进一步地，步骤二过筛所用的筛子规格为：100‐300目。

进一步地，步骤三中AgNO₃溶液的浓度为：0.01‐0.5mol/L。

进一步地，步骤四中的搅拌速度：500-2000转/分钟。

进一步地，步骤四中的浸泡时间为1-24h。

进一步地，步骤六中的烘干温度为25-60℃。

进一步地，步骤七中的煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为1-5h。

本发明的有益效果：

本发明将纳米银粒子结合在蛋壳粉颗粒的表面，得到CaCO₃-Ag复合纳米材料，在保持CaCO₃原有性能的基础上，同时赋予银纳米材料的功能，拓宽了CaCO₃的应用范围,该方法原料来源广，价格低廉，合成方法简单，能耗低，且能变废为宝，环境友好。

附图说明

图1为发明实施例1中所制备的以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的低倍扫描电镜图片；

图2为发明实施例1中所制备的以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的高倍扫描电镜图片；

图3为发明实施例2中所制备的以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的低倍扫描电镜图片；

图4为发明实施例2中所制备的以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的高倍扫描电镜图片；

图5为发明实施例3中所制备的以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的低倍扫描电镜图片；

图6为发明实施例3中所制备的以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的高倍扫描电镜图片；

具体实施方式

实施例1：

配置50 mL 0.01 mol·L^-1的AgNO₃溶液，倒入100 mL的锥形瓶中，将2 g鸡蛋壳粉（过200目筛子），加入其中。遮光，磁力搅拌（800 转/分钟）12 h, 过滤，滤渣放入60℃烘箱中烘干，接着将滤渣转移到坩埚，并放在马弗炉中500℃条件下煅烧3 h，自然冷却至室温。得到CaCO₃-Ag复合纳米材料，其中负载的银纳米颗粒粒径为200-500 nm。

实施例2：

配置50mL 0.05 mol·L^-1的AgNO₃溶液，倒入100 mL的锥形瓶中，将2 g鸡蛋壳粉（过200目筛子），加入其中。遮光，磁力搅拌（800 转/分钟）12 h, 过滤，滤渣放入60℃烘箱中烘干，接着将滤渣转移到坩埚，并放在马弗炉中500℃条件下煅烧3 h，自然冷却至室温。得到CaCO₃-Ag复合纳米材料，其中负载的银纳米颗粒粒径为200-300 nm。

实施例3：

配置50mL 0.1 mol·L^-1的AgNO₃溶液，倒入100 mL的锥形瓶中，将2 g鸡蛋壳粉（过200目筛子），加入其中。遮光，磁力搅拌（800 转/分钟）12 h, 过滤，滤渣放入60℃烘箱中烘干，接着将滤渣转移到坩埚，并放在马弗炉中500℃条件下煅烧3 h，自然冷却至室温。得到CaCO₃-Ag复合纳米材料，其中负载的银纳米颗粒粒径为300-400 nm。

Claims

1.一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

一、蛋壳的处理：

将回收的蛋壳除去壳膜，用清水冲洗干净，烘干，备用；

二、蛋壳粉的制备：

将烘干的蛋壳磨碎，过筛；

三、溶液的配制：

在室温下同时配制不同摩尔浓度的AgNO₃溶液；

四、蛋壳粉负载银离子：

五、过滤：

将浸泡后的蛋壳粉过滤，收集滤渣；

六、烘干：

将收集的滤渣于烘箱中烘干；

七、煅烧：

将烘干后的滤渣于马弗炉中高温煅烧，自然冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合材料的方法，其特征在于，步骤一中所用的蛋壳可为鸡蛋壳、鸭蛋壳和鹅蛋壳。

3.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合材料的方法，其特征在于，步骤二过筛所用的筛子规格为：100‐300目。

4.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，其特征在于，步骤三中AgNO₃溶液的浓度为：0.01‐0.5mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，其特征在于，步骤四中的搅拌速度：500-2000转/分钟。

6.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，其特征在于，步骤四中的浸泡时间为1-24h。

7.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，其特征在于，步骤六中的烘干温度为25-60℃。

8.根据权利要求1所述的一种以蛋壳粉为模板制备CaCO₃-Ag复合纳米材料的方法，其特征在于，步骤七中的煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为1-5h。