[发明专利]一种氢氧化钠活化鸡粪制备纳米钛酸盐吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种氢氧化钠活化鸡粪制备纳米钛酸盐吸附剂的方法。

背景技术

随着养鸡业的发展，鸡粪的排放造成的环境问题日趋严重。传统的鸡粪处理方法是堆肥，堆肥法不仅周期长，发酵过程释放有害臭气，而且有机物易流失进入水体，造成空气和水的污染。近几年，人们开发出了一些新的鸡粪处理和利用技术(朱曲波等，ZL 201010233989.2；张很文，发明专利，申请号：201210561028.3；王玉琴，禽粪的污染及防治，中国畜禽种业，2014.07)。但是这些方法对鸡粪的处理和利用量有限，很多养殖场禽粪堆积，污染环境。

纳米钛酸盐是一类稳定的高性能重金属吸附材料(张东，侯平，化学学报，2009年,67卷12期：p1336-1342；张东，王敏，谭玉玲，化学学报，2010年，16期，p1641-1648；Dong Zhang，Chun-li Zhang，Pin Zhou，Journal of Hazardous Materials，2011年，186卷2-3期，p971–977)。其合成方法主要是溶胶凝胶煅烧法，该方法需要用到大量的柠檬酸、冰醋酸、聚乙二醇、乙醇和各种模板剂、模板材料，这些材料和试剂价格高，致使合成的纳米钛酸盐的成本很高，限制纳米钛酸盐吸附剂在实际中的应用。

发明内容

本发明的目的，是提供一种氢氧化钠活化鸡粪制备纳米钛酸盐吸附剂的方法，本方法生产工艺简单，成本低，同时解决了鸡粪污染的问题。

采用的技术方案是：

一种氢氧化钠活化鸡粪制备纳米钛酸盐吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工艺步骤：

(1)、取新鲜的鸡粪，调整含水率为88-90％，制成粪浆，按粪浆质量的5-30％取氢氧化钠，将氢氧化钠加入粪浆中，置于捣碎匀浆机内，捣碎匀浆20-30min，加热到90-100℃，密闭，保温20-24h，再次捣碎匀浆30-60min，得到碱水解活化鸡粪胶，备用；

(2)、按碱水解活化鸡粪胶与钛酸四丁酯质量比为1:0.4-0.8取钛酸四丁酯，在持续搅拌条件下，将钛酸四丁酯缓慢滴加入步骤(1)中得到的碱水解活化鸡粪胶中，滴完后，继续搅拌均匀，滴加冰醋酸，调pH值为2-6，得到含钛鸡粪胶，备用；

(3)、按碱土金属和钛摩尔比为1:1称取碱土金属化合物，加入到步骤(2)中制得的含钛鸡粪胶中，搅拌反应完全，加热至80-90℃，保温搅拌，蒸干后于105℃条件下干燥，制成钛-碱土金属-鸡粪干凝胶，备用；

(4)、将步骤(3)中制备的钛-碱土金属-鸡粪干凝胶于650-950℃条件下，空气氛围中煅烧4-6h，即得。

上述步骤(1)中捣碎匀浆时，捣碎匀浆搅拌速度≥6000r/min。

上述步骤(3)中碱土金属化合物为硝酸钙、硝酸镁、硝酸钡、硝酸锶、氯化钙、氯化钡或氯化锶。

本发明的优点在于：

本发明利用氢氧化钠活化处理鸡粪为助剂，利用和处理鸡粪的同时，制备一种低成本的、高性能的多孔钛酸盐类重金属吸附材料，本发明制造工艺简单、操作方便，使用原料成本较低，适于广泛应用，具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为实施例4中钛酸钙4的XRD谱。

具体实施方式

实施例1

一种氢氧化钠活化鸡粪制备纳米钛酸盐吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工艺步骤：

取新鲜的鸡粪，调整含水率88％，称取100g，置于捣碎匀浆机内，加入5g氢氧化钠，以6000r/min搅拌速度，捣碎匀浆25min，加热到95℃，密闭，保温24h后，再次捣碎匀浆50min，得到碱水解活化鸡粪胶；称取60g钛酸四丁酯，在持续搅拌条件下，缓慢滴加入碱水解活化鸡粪胶中，滴完后，继续搅拌混合均匀，滴加冰醋酸，调pH值为5，得到含钛鸡粪胶；称取41.6g硝酸钙，加入到含钛鸡粪胶中，搅拌反应完全，加热至85℃，保温搅拌，蒸干后于105℃条件下干燥，制成钛-钙-鸡粪干凝胶，置于箱式电炉中，于650℃条件下，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙1；

上述硝酸钙(CaNO₃·4H₂O)和氢氧化钠均为分析纯试剂。

实施例2

一种氢氧化钠活化鸡粪制备纳米钛酸盐吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工艺步骤：