CN114451312A - 一种凹凸棒石基黏土复合猫砂 - Google Patents

一种凹凸棒石基黏土复合猫砂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种凹凸棒石基黏土复合猫砂。所述凹凸棒石基黏土复合猫砂包括100重量份的凹凸棒石基黏土、10~30重量份的榨油残渣和5~15重量份的环糊精。与现有技术相比，本发明的凹凸棒石基黏土复合猫砂不仅可以强力除臭，保持空气清新无异味，而且还可以充分利用食用油的榨油残渣，实现固体废物的资源再利用。

Description

一种凹凸棒石基黏土复合猫砂
技术领域
本发明属于动物粪尿的清除领域，具体涉及一种凹凸棒石基黏土复合猫砂。
背景技术
猫砂（cat litter）是用来掩埋猫等宠物排泄物的吸湿性固体。市面上常见的黏土基猫砂有膨润土猫砂，但膨润土的粉尘较大，在使用的时候扬尘容易影响猫咪的呼吸系统。
凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力，并具有一定的可塑性及粘结力。以凹凸棒为主要吸附材料的猫砂已有报道，如CN111316924A、CN110100745A、CN1557145A、CN106550894A等，这些凹凸棒石基复合猫砂有聚团型和非聚团型，但对排泄物的去异味效果均不太理想，使用时仍会散发一定的臭味，常规的解决方法是在猫砂中加入香味剂以掩盖散发的臭味。
发明内容
为克服现有凹凸棒石基复合猫砂去异味不佳的问题，本发明的目的在于提供一种去异味强的凹凸棒石基黏土复合猫砂。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种凹凸棒石基黏土复合猫砂，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂包括100重量份的凹凸棒石基黏土、10~30重量份的榨油残渣和5~15重量份的环糊精。
优选地，所述凹凸棒石基黏土至少含50wt%凹凸棒石。
更优选地，所述凹凸棒石基黏土还含10~50wt%膨润土、0~20wt%白云石、0~10wt%钾长石、0~10wt%方解石。
最优选地，所述凹凸棒石基黏土由50~70wt%凹凸棒石、15~40wt%膨润土、10~15wt%白云石、0~10wt%钾长石和0~10wt%方解石组成。
优选地，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还包括10~30重量份的抑尘剂。
更优选地，所述抑尘剂包括质量比为10~15:20~35:20~30:25~50:10~25的硫酸铜、氧化铁、碳酸钙、硅酸钠和氢氧化镁。
优选地，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还含1~5wt%的缓释杀菌剂。
更优选地，所述缓释杀菌剂主要由10~90wt%的过氧化钙和90~10wt%的Co-ZIF组成。
最优选地，所述缓释杀菌剂主要由15~40wt%的过氧化钙和60~85wt%的Co-ZIF组成。
优选地，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还含1~5wt%的水溶性粘结剂。
更优选地，所述水溶性粘结剂包括质量比为45~75:0~25:5~30:0~20的海藻酸钠、胡麻胶、瓜尔胶和氯化钠。
上述凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备方法，包括：
（1）预处理：凹凸棒石基黏土煅烧；
（2）水溶性粘结剂用水溶解；
（3）先将除水溶性粘结剂以外的各组分混合均匀，再加入水溶性粘结剂混合挤出，干燥，得到所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂。
优选地，所述煅烧温度为300~500℃，时间为2~6小时。
一种缓释杀菌剂，所述缓释杀菌剂主要由10~90wt%的过氧化钙和90~10wt%的Co-ZIF组成。
优选地，所述缓释杀菌剂主要由15~40wt%的过氧化钙和60~85wt%的Co-ZIF组成。
上述缓释杀菌剂的制备方法，包括：
（1）将过氧化钙和咪唑类有机连接体在溶剂中混合；
（2）将钴盐溶解于溶剂中；
（3）将步骤（1）的溶液与步骤（2）的溶液混合反应，分离，干燥得到所述的缓释杀菌剂。
优选地，所述溶剂选自甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮。
优选地，所述咪唑类有机连接体选自咪唑、苯并咪唑、嘌呤、5-甲基苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、 2-硝基咪唑和2-甲基咪唑。
优选地，所钴盐为六水合硝酸钴。
优选地，所述钴盐与所述咪唑类有机连接体的摩尔用量比为1:3~6。
与现有技术相比，本发明的凹凸棒石基黏土复合猫砂不仅可以强力除臭，保持空气清新无异味，而且还可以充分利用食用油的榨油残渣，实现固体废物的资源再利用。
具体实施方式
以下结合本发明优选实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。
本发明的凹凸棒石基黏土复合猫砂包括100重量份的凹凸棒石基黏土、10~30重量份的榨油残渣和5~15重量份的环糊精。
凹凸棒石等黏土的吸水性可在短的时间内快速吸尽宠物排出的尿液和粪便中的水分，加入的榨油残渣和环糊精可以提高凹凸棒石等黏土对宠物排泄物中有机物的相容性，环糊精还可以对排泄物中的小分子有机物包合，三者协同强力锁住宠物排泄物中的臭味，保持空气清新无异味。
榨油残渣来自于植物果实、种子或胚芽经压榨取食用油后剩下的残渣。
在本发明一些实施例中，所述凹凸棒石基黏土至少含50wt%凹凸棒石。
在本发明一些优选地实施例中，所述凹凸棒石基黏土还含10~50wt%膨润土、0~20wt%白云石、0~10wt%钾长石、0~10wt%方解石。
在本发明一些较优选地实施例中，所述凹凸棒石基黏土由50~70wt%凹凸棒石、15~40wt%膨润土、10~15wt%白云石、0~10wt%钾长石和0~10wt%方解石组成。多种黏土复合，达到协同吸附的效果。
为了减少扬尘，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还可以加入10~30重量份的抑尘剂。
在本发明一些实施例中，所述抑尘剂包括质量比为10~15:20~35:20~30:25~50:10~25的硫酸铜、氧化铁、碳酸钙、硅酸钠和氢氧化镁。黏土密度较小，密度较大的抑尘剂可以进入黏土空隙或通过表面基团发生作用，起到“固定”黏土的作用。
为减少细菌的繁殖，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还可含1~5wt%的缓释杀菌剂。
在本发明一些实施例中，所述缓释杀菌剂主要由10~90wt%的过氧化钙和90~10wt%的Co-ZIF组成。Co-ZIF提供的钴离子可以催化过氧化钙（CaO2）与水反应产生氧自由基，利用氧自由基杀灭细菌，抑制细菌生长。
在本发明一些优选地实施例中，所述缓释杀菌剂主要由15~40wt%的过氧化钙和60~85wt%的Co-ZIF组成。
本发明的缓释杀菌剂可以由过氧化钙和Co-ZIF直接按比例混合获得。
Co-ZIF是以钴离子为金属节点、咪唑酯为有机连接体具有四面体骨架的多晶体材料（沸石咪唑酯骨架结构材料），文献“Synthesis, Structure, and Carbon DioxideCapture Properties of Zeolitic Imidazolate Frameworks”Acc. Chem. Res. 2010,43, 1, 58–67. 详细综述该材料的合成，该文献以全文引用的方式并入本文。
本发明缓释杀菌剂也可以在制备Co-ZIF时直接加入过氧化钙，制备过程包括：
（1）将过氧化钙和咪唑类有机连接体在溶剂中混合；
（2）将钴盐溶解于溶剂中；
（3）将步骤（1）的溶液与步骤（2）的溶液混合反应，分离，干燥得到所述的缓释杀菌剂。
在本发明一些优选地实施例中，所述溶剂选自甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮。
在本发明一些优选地实施例中，所述咪唑类有机连接体选自咪唑、苯并咪唑、嘌呤、5-甲基苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、 2-硝基咪唑和2-甲基咪唑。
在本发明一些优选地实施例中，所钴盐为六水合硝酸钴。
在本发明一些优选地实施例中，所述钴盐与所述咪唑类有机连接体的摩尔用量比为1:3~6。
本发明的猫砂可以是聚团型猫砂也可以是非聚团型猫砂。
在本发明一些优选地实施例中，所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还可含1~5wt%的水溶性粘结剂。粘结剂的水溶性使得猫砂在使用后可以水冲不堵塞马桶。
在本发明一些优选地实施例中，所述水溶性粘结剂包括质量比为45~75:0~25:5~30:0~20的海藻酸钠、胡麻胶、瓜尔胶和氯化钠。
本发明凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备过程包括：
（1）预处理：凹凸棒石基黏土煅烧；
（2）水溶性粘结剂用水溶解；
（3）先将除水溶性粘结剂以外的各组分混合均匀，再加入水溶性粘结剂混合挤出，干燥，得到所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂。
煅烧可以去除黏土中的吸附水和结晶水，提高其比表面积，在本发明一些优选地实施例中，所述煅烧温度为300~500℃，时间为2~6小时。
在本发明一些优选地实施例中，水溶性粘结剂可用3-10倍量的水溶解。
实施例1
1. 缓释抗菌剂的制备：将50 g CaO2和155 g 2-甲基咪唑溶解于4 L甲醇中，然后迅速加入175 g六水合硝酸钴，在室温下搅拌24 h，离心分离，固体用甲醇洗涤三次，在50℃真空干燥4h。
2. 凹凸棒石基黏土复配物的制备：分别将粉碎至200目的3000 g凹凸棒石、500 g白云石、200 g钾长石和1300 g膨润土混合均匀，在马弗炉中450 ℃煅烧5 h。
3. 粘结剂水溶液的制备：将500 g海藻酸钠，200 g胡麻胶，300 g瓜尔胶和200 g氯化钠混合，加入4000 ml水搅拌至完全溶解。
4. 抑尘剂的制备：将100 g硫酸铜，200 g氧化铁，200 g碳酸钙，400 g硅酸钠和100 g氢氧化镁混合后，粉碎至200目。
5. 凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备：取3200 g凹凸棒石基黏土复配物、500 g抑尘剂，600 g榨油残渣，300 g环糊精和100 g缓释抗菌剂，在600 rpm转速下混合搅拌30min，然后将600 g粘结剂水溶液均匀喷洒在上述混合物表面（保持喷洒速度40g/min），挤出，在60 ℃真空干燥，得到成品。
对比例1
与实施例1相比，区别在于凹凸棒石基黏土复合猫砂不加榨油残渣。
对比例2
与实施例1相比，区别在于凹凸棒石基黏土复合猫砂不加环糊精。
对比例3
与实施例1相比，区别在于凹凸棒石基黏土复合猫砂不加榨油残渣和环糊精。
将实施例1及对比例1-3的猫砂分别置于500mm×300mm×200mm猫砂盆，厚度控制在80mm左右，做具体对比使用实验，连续使用一周的对比结果表明：与凹凸棒石黏土猫砂（对比例3）比较，实施例1的猫排泄物气味明显较小，连续使用一周房间没有异味。如果猫砂不添加榨油残渣（对比例1），猫尿容易渗漏到猫砂盆底且一次排便后略有臭味；不添加环糊精（对比例2），虽然臭味不明显，但使用5天后房间开始有异味。
实施例2
1. 缓释抗菌剂的制备：将50 g CaO2和155 g 2-甲基咪唑溶解于4 L甲醇中，然后迅速加入150 g六水合硝酸钴，在室温下搅拌24 h，离心分离，固体用甲醇洗涤三次，在50℃真空干燥4h。
2. 凹凸棒石基黏土复配物的制备：分别将粉碎至200目的3000 g凹凸棒石和1300g膨润土混合均匀，在马弗炉中450 ℃煅烧5 h。
3. 粘结剂水溶液的制备：将450 g海藻酸钠和150 g瓜尔胶混合，加入4000 ml水搅拌至完全溶解。
4. 抑尘剂的制备：将150 g硫酸铜，250 g氧化铁，250 g碳酸钙，400 g硅酸钠和250 g氢氧化镁混合后，粉碎至200目。
5. 凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备：取3200 g凹凸棒石基黏土复配物、700 g抑尘剂，350 g榨油残渣，160 g环糊精和50 g缓释抗菌剂，在600 rpm转速下混合搅拌30 min，然后将600 g粘结剂水溶液均匀喷洒在上述混合物表面（保持喷洒速度40g/min），挤出，在60 ℃真空干燥，得到成品。
实施例3
1. 缓释抗菌剂的制备：将25 g CaO2和155 g 2-甲基咪唑溶解于4 L甲醇中，然后迅速加入175 g六水合硝酸钴，在室温下搅拌24 h，离心分离，固体用甲醇洗涤三次，在50℃真空干燥4h。
2. 凹凸棒石基黏土复配物的制备：分别将粉碎至200目的3000 g凹凸棒石、700 g白云石和1900 g膨润土混合均匀，在马弗炉中450 ℃煅烧5 h。
3. 粘结剂水溶液的制备：将750 g海藻酸钠，200 g胡麻胶，100 g瓜尔胶和100 g氯化钠混合，加入4000 ml水搅拌至完全溶解。
4. 抑尘剂的制备：将100 g硫酸铜，200 g氧化铁，200 g碳酸钙，400 g硅酸钠和100 g氢氧化镁混合后，粉碎至200目。
5. 凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备：取3200 g凹凸棒石基黏土复配物、350 g抑尘剂，500 g榨油残渣，400 g环糊精和100 g缓释抗菌剂，在600 rpm转速下混合搅拌30min，然后将600 g粘结剂水溶液均匀喷洒在上述混合物表面（保持喷洒速度40g/min），挤出，在60 ℃真空干燥，得到成品。
实施例4
1. 缓释抗菌剂的制备：将30 g CaO2和155 g 2-甲基咪唑溶解于4 L甲醇中，然后迅速加入175 g六水合硝酸钴，在室温下搅拌24 h，离心分离，固体用甲醇洗涤三次，在50℃真空干燥4h。
2. 凹凸棒石基黏土复配物的制备：分别将粉碎至200目的3000 g凹凸棒石、750 g白云石、200 g钾长石、1050 g膨润土混合均匀，在马弗炉中450 ℃煅烧5 h。
3. 粘结剂水溶液的制备：将450 g海藻酸钠，50 g胡麻胶，50 g瓜尔胶和10 g氯化钠混合，加入4000 ml水搅拌至完全溶解。
4. 抑尘剂的制备：将100 g硫酸铜，200 g氧化铁，200 g碳酸钙，400 g硅酸钠和100 g氢氧化镁混合后，粉碎至200目。
5. 凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备：取3200 g凹凸棒石基黏土复配物、900 g抑尘剂，900 g榨油残渣，450 g环糊精和100 g缓释抗菌剂，在600 rpm转速下混合搅拌30min，然后将600 g粘结剂水溶液均匀喷洒在上述混合物表面（保持喷洒速度40g/min），挤出，在60 ℃真空干燥，得到成品。
实施例5
1. 缓释抗菌剂的制备：将50 g CaO2和155 g 2-甲基咪唑溶解于4 L甲醇中，然后迅速加入175 g六水合硝酸钴，在室温下搅拌24 h，离心分离，固体用甲醇洗涤三次，在50℃真空干燥4h。
2. 凹凸棒石基黏土复配物的制备：分别将粉碎至200目的3000 g凹凸棒石、500 g白云石、500 g钾长石、1000 g膨润土混合均匀，在马弗炉中450 ℃煅烧5 h。3. 粘结剂水溶液的制备：将600 g海藻酸钠，100 g胡麻胶，300 g瓜尔胶和200 g氯化钠混合，加入4000 ml水搅拌至完全溶解。
4. 抑尘剂的制备：将120 g硫酸铜，300 g氧化铁，300 g碳酸钙，500 g硅酸钠和150 g氢氧化镁混合后，粉碎至200目。
5. 凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备：取3200 g凹凸棒石基黏土复配物、500 g抑尘剂，600 g榨油残渣，300 g环糊精和100 g缓释抗菌剂，在600 rpm转速下混合搅拌30min，然后将600 g粘结剂水溶液均匀喷洒在上述混合物表面（保持喷洒速度40g/min），挤出，在60 ℃真空干燥，得到成品。
实施例6
1. 凹凸棒石基黏土预处理：将粉碎至200目的5000 g凹凸棒石在马弗炉中450 ℃煅烧5 h。
2. 凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备：取3200 g凹凸棒石基黏土、500 g榨油残渣，300 g环糊精，在600 rpm转速下混合搅拌30 min，挤出，得到成品。
实施例7
一种缓释抗菌剂，将70 g CaO2和30g ZIF-67混合得到。
实施例8
一种缓释抗菌剂，将50 g CaO2和50g ZIF-9混合得到。
实施例9
一种缓释抗菌剂，将20 g CaO2和80g ZIF-67混合得到。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种凹凸棒石基黏土复合猫砂，其特征在于：所述凹凸棒石基黏土复合猫砂包括100重量份的凹凸棒石基黏土、10~30重量份的榨油残渣和5~15重量份的环糊精。
2.根据权利要求1所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂，其特征在于：所述凹凸棒石基黏土至少含50wt%凹凸棒石；
优选地，所述凹凸棒石基黏土还含10~50wt%膨润土、0~20wt%白云石、0~10wt%钾长石、0~10wt%方解石；
更优选地，所述凹凸棒石基黏土由50~70wt%凹凸棒石、15~40wt%膨润土、10~15wt%白云石、0~10wt%钾长石和0~10wt%方解石组成。
3.根据权利要求1所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂，其特征在于：所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还包括10~30重量份的抑尘剂；
优选地，所述抑尘剂包括质量比为10~15:20~35:20~30:25~50:10~25的硫酸铜、氧化铁、碳酸钙、硅酸钠和氢氧化镁。
4.根据权利要求1所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂，其特征在于：所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还含1~5wt%的缓释杀菌剂；
优选地，所述缓释杀菌剂主要由10~90wt%的过氧化钙和90~10wt%的Co-ZIF组成；
更优选地，所述缓释杀菌剂主要由15~40wt%的过氧化钙和60~85wt%的Co-ZIF组成。
5.根据权利要求1~4任一所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂，其特征在于：所述凹凸棒石基黏土复合猫砂还含1~5wt%的水溶性粘结剂；
优选地，所述水溶性粘结剂包括质量比为45~75:0~25:5~30:0~20的海藻酸钠、胡麻胶、瓜尔胶和氯化钠。
6.权利要求5所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂的制备方法，包括：
（1）预处理：凹凸棒石基黏土煅烧；
（2）水溶性粘结剂用水溶解；
（3）先将除水溶性粘结剂以外的各组分混合均匀，再加入水溶性粘结剂混合挤出，干燥，得到所述的凹凸棒石基黏土复合猫砂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述煅烧温度为300~500℃，时间为2~6小时。
8.一种缓释杀菌剂，其特征在于：所述缓释杀菌剂主要由10~90wt%的过氧化钙和90~10wt%的Co-ZIF组成；
优选地，所述缓释杀菌剂主要由15~40wt%的过氧化钙和60~85wt%的Co-ZIF组成。
9.权利要求8所述缓释杀菌剂的制备方法，包括：
（1）将过氧化钙和咪唑类有机连接体在溶剂中混合；
（2）将钴盐溶解于溶剂中；
（3）将步骤（1）的溶液与步骤（2）的溶液混合反应，分离，干燥得到所述的缓释杀菌剂。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂选自甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮；
优选地，所述咪唑类有机连接体选自咪唑、苯并咪唑、嘌呤、5-甲基苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、 2-硝基咪唑和2-甲基咪唑；
优选地，所钴盐为六水合硝酸钴；
优选地，所述钴盐与所述咪唑类有机连接体的摩尔用量比为1:3~6。
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