[发明专利]纳米碳酸钙及其制备方法和应用

说明书

本发明提供的纳米碳酸钙及其制备方法和应用，将8g废弃鸡蛋壳与50mL3mol L^‑1的盐酸溶液充分反应至没有气泡冒出后；将反应后的溶液与0.1mol L^‑1的碳酸钠溶液按照不同的体积比进行反应，在30℃条件下磁力搅拌0.5h，用UP水洗涤沉淀物3次，离心；在55℃烘箱内烘干至恒重，最终得到碳酸钙纳米材料。本发明是以废弃鸡蛋壳为钙源运用共沉淀法合成花生壳形貌的碳酸钙纳米材料，碳酸钙材料短时间内对VB吸附效果较好，该吸附基本符合等温吸附Langmuir模型。吸附过程遵循准二级动力学模型，可以再生并循环使用。该吸附剂具有去除水溶液中VB的潜力。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种纳米碳酸钙及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的发展，有机染料被广泛应用于纺织、皮革、造纸、油墨、橡胶和塑料等工业生产中，所产生的大量染料废水最终被排放到环境水体中。由于染料废水中具有成分复杂、毒性强、色度深、难降解的有机物，对环境造成较严重的危害。因此，染料废水处理成为解决环境的一大难题。目前，染料废水的处理方法主要有：吸附法、光催化降解、混凝法等，其中吸附法具有去除效率高、处理工艺简单、无二次污染等优点，是一种很有前途的处理低浓度染料废水的方法。常用的吸附剂如活性炭、金属氧化物、生物质材料等常存在一些缺点，如成本高、吸附能力低、合成步骤多、不能再生和回收等。因此，有必要开发一种低成本、易合成、高吸附量、可再生的吸附材料。

碳酸钙(CaCO₃)是自然界最丰富的生物材料之一，广泛用于橡胶、塑料、纸张、牙膏、药物等工业的填料。普通碳酸钙作为填料仅起到增容、降低成本的作用，而纳米碳酸钙由于其特殊的尺寸使其产生特殊的性质，如表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，使得纳米碳酸钙在磁性、催化性、力学性能等方面显示较优越的性能，在橡胶、塑料、高级油墨和涂料中领域中具有更广阔的应用前景。但以废弃鸡蛋壳为碳源，采用共沉淀法合成具有花生壳形貌的纳米碳酸钙，并将其作为一种高效吸附剂的研究则尚未见报道。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种纳米碳酸钙及其制备方法和应用。

具体的技术方案为：

纳米碳酸钙，由以下原料按照以下的物质比例制备，包括以下步骤：

将8g废弃鸡蛋壳与50mL3mol L^-1的盐酸溶液充分反应至没有气泡冒出后；

将反应后的溶液与0.1mol L^-1的碳酸钠溶液按照不同的体积比进行反应，在30℃条件下磁力搅拌0.5h，用UP水洗涤沉淀物3次，离心；

在55℃烘箱内烘干至恒重，最终得到碳酸钙纳米材料。

本发明的纳米碳酸钙的应用，作为含有维多利亚蓝B(VB)染料的废水处理吸附剂。

本发明提供的纳米碳酸钙及其制备方法和应用，是以废弃鸡蛋壳为钙源运用共沉淀法合成花生壳形貌的碳酸钙纳米材料，研究了在不同条件下碳酸钙纳米材料对有机染料VB的吸附性能，利用吸附热力学和吸附动力学讨论了其吸附行为，碳酸钙材料短时间内对VB吸附效果较好，该吸附基本符合等温吸附Langmuir模型。吸附过程遵循准二级动力学模型。在不显著降低该吸附剂的吸附性能的前提下，其可以再生并循环使用。因此，该吸附剂具有去除水溶液中VB的潜力。

附图说明

图1a为实施例的氯化钙和碳酸钠体积比对碳酸钙材料吸附效果影响；

图1b为实施例的反应温度对碳酸钙材料吸附效果的影响；

图1c为实施例的反应时间对碳酸钙材料吸附效果的影响；

图2a为实施例的CaCO₃材料的SEM图像之一；