專利名稱：一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法。
背景技術(shù)：
貝類是我國(guó)海水養(yǎng)殖的主要品種，占全國(guó)海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的70%以上，總產(chǎn)量達(dá)1200萬(wàn)噸/年，占世界總產(chǎn)量的60%，居世界第一位。隨著貝殼養(yǎng)殖的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的貝殼廢棄物，并造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。合理開(kāi)發(fā)貝殼資源，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的再利用。貝殼是由碳酸鈣和生物有機(jī)大分子組成的復(fù)合礦物，含有O. I 5%蛋白質(zhì)和多糖類有機(jī)高分子物質(zhì)，含有約95%的碳酸鈣。貝殼粉中的有機(jī)高分子物質(zhì)具有羥基、氨基和羥基等官能團(tuán)，能和高分子化合物交聯(lián)制備有機(jī)無(wú)機(jī)聚合物。 碳酸鈣是一種低廉、色白、無(wú)毒無(wú)味、來(lái)源廣和用量大的無(wú)機(jī)填料，被大量用于塑料、橡膠、化妝品、涂料、油漆、造紙和食品等行業(yè)。它是一種極性無(wú)機(jī)物，表面有許多羥基，呈現(xiàn)親水性，加上粒子表面靜電作用，表面能較高，不能與高聚物發(fā)生化學(xué)交聯(lián)絡(luò)合作用。水熱法是一種高效的納米粉體制備方法，其基本原理是在高溫高壓的水熱條件下，水處于超臨界狀態(tài)，物質(zhì)在水中的物性和化學(xué)反應(yīng)性能均發(fā)生很大變化，加劇了復(fù)雜離子間的反應(yīng)和水解反應(yīng)，使得某些化合物分解，從而獲得具有特殊結(jié)構(gòu)的納米粉體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用高溫高壓水熱法降解貝殼中的有機(jī)物，加劇其水解反應(yīng)，從而使貝殼中的層狀碳酸鈣剝離出來(lái)，再采用研磨粉碎得到分子結(jié)構(gòu)為片狀的碳酸鈣，提供一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法。水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法是以貝殼為原料，采用水熱法處理和沉降分級(jí)后，經(jīng)濕磨、壓濾、干燥得片狀碳酸鈣；其具體步驟如下
1)將貝殼原料清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量百分比為O.01 50%步驟I)的反應(yīng)原料水懸浮液和分離液加入高溫反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120 220°C條件下保溫處理O. 5 80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻，得到懸浮液；
3)將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。所述的貝殼是貽貝殼、扇貝殼、牡蠣殼、珍珠貝或河蛘殼。所述的分離液為氫氧化鈉-次氯酸鈉-乙醇-水溶液體系或氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系，其中氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 10%，次氯酸鈉的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 15%，過(guò)氧化氫的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 15%，乙醇的質(zhì)量百分比濃度為O. I 20%。所述的高溫反應(yīng)釜為聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼高溫反應(yīng)釜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作條件溫和，原料來(lái)源廣，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資和能耗?。恢苽涞钠瑺钐妓徕}表面活性好，可廣泛應(yīng)用于塑料、造紙、橡膠、涂料、化學(xué)建材、醫(yī)藥、食品、飼料、油墨等行業(yè)，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


圖I和圖2是水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法是以貝殼為原料，采用水熱法處理和沉降分級(jí)后，經(jīng)濕磨、壓濾、干燥得片狀碳酸鈣；其具體步驟如下
1)將貝殼原料清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量百分比為O.01 50%步驟I)的反應(yīng)原料水懸浮液和分離液加入高溫反應(yīng)釜 中，在溫度范圍為120 220°C條件下保溫處理O. 5 80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻，得到懸浮液；
3)將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。所述的貝殼是貽貝殼、扇貝殼、牡蠣殼、珍珠貝或河蛘殼。所述的分離液為氫氧化鈉-次氯酸鈉-乙醇-水溶液體系或氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系，其中氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 10%，次氯酸鈉的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 15%，過(guò)氧化氫的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 15%，乙醇的質(zhì)量百分比濃度為O. I 20%。所述的高溫反應(yīng)釜為聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼高溫反應(yīng)釜。實(shí)施例I
1)將貽貝殼清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量百分比為O.01%步驟I)的反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-次氯酸鈉-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為0.01%,次氯酸鈉含量為O. 01%,乙醇含量為O. 1%)加入高溫反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120°c條件下保溫處理O. 5h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻，得到懸浮液；
3)將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。實(shí)施例2
1)將扇貝殼原料清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的I)反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-次氯酸鈉-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為O. 01%，次氯酸鈉含量為O. 01%,乙醇含量為O. 1%)添加到高溫反應(yīng)釜中，在溫度范圍為220°C條件下保溫處理80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻；
3)取出反應(yīng)釜，將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。實(shí)施例3
1)將牡蠣殼為原料清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的I)反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-次氯酸鈉-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為O. 01%，次氯酸鈉含量為O. 01%,乙醇含量為O. 1%)添加到高溫反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120°C條件下保溫處理80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻；3)取出反應(yīng)釜，將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。實(shí)施例4
1)將珍珠貝清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.1%的I)反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為10%，過(guò)氧化氫含量為15%，乙醇含量為20%)添加到聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度范圍為220°C條件下保溫處理80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻；
3)取出反應(yīng)釜，將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。實(shí)施例5
1)將河蛘殼清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的I)反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為O. 01%，過(guò)氧化氫含量為O. 01%,乙醇含量為O. 1%)添加到聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120°C條件下保溫處理O. 5h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻；
3)取出反應(yīng)釜，將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。實(shí)施例6
1)將河蛘殼清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.1%的I)反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為10%，過(guò)氧化氫含量為15%，乙醇含量為O. 1%)添加到聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度范圍為220°C條件下保溫處理O. 5h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻；
3)取出反應(yīng)釜，將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。實(shí)施例7
1)將珍珠貝清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；
2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.1%的I)反應(yīng)原料水懸浮液和氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系(其中氫氧化鈉的濃度為10%，過(guò)氧化氫含量為15%，乙醇含量為O. 1%)添加到聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120°C條件下保溫處理80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻；
3)取出反應(yīng)釜，將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。
權(quán)利要求
1.一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法，其特征在于以貝殼為原料，采用水熱法處理和沉降分級(jí)后，經(jīng)濕磨、壓濾、干燥得片狀碳酸鈣；其具體步驟如下 1)將貝殼原料清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料； 2)將質(zhì)量百分比為O.Ol 50%步驟I)的反應(yīng)原料水懸浮液和分離液加入高溫反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120 220°C條件下保溫處理O. 5 80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻，得到懸浮液； 3)將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。
2.如權(quán)利要求I所述的一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法，其特征在于所述的貝殼是貽貝殼、扇貝殼、牡蠣殼、珍珠貝或河蛘殼。
3.如權(quán)利要求I所述的一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法，其特征在于所述的分離液為氫氧化鈉-次氯酸鈉-乙醇-水溶液體系或氫氧化鈉-過(guò)氧化氫-乙醇-水溶液體系，其中氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 10%，次氯酸鈉的質(zhì)量百分比濃度為O.01 15%，過(guò)氧化氫的質(zhì)量百分比濃度為O. 01 15%，乙醇的質(zhì)量百分比濃度為O. I 20%。
4.如權(quán)利要求I所述的一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法，其特征在于所述的高溫反應(yīng)釜為聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼高溫反應(yīng)釜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水熱法解聚貝殼制備片狀碳酸鈣的方法。步驟如下1)將貝殼原料清洗，粗粉碎，作為反應(yīng)原料；2)將質(zhì)量百分比為0.01～50%步驟1)的反應(yīng)原料水懸浮液和分離液加入高溫反應(yīng)釜中，在溫度范圍為120～220℃條件下保溫處理0.5～80h，反應(yīng)完畢后，隨爐冷卻，得到懸浮液；3)將懸浮液倒至盛有去離子水的燒杯中，重力分離、過(guò)濾、烘干、研磨，得到片狀碳酸鈣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作條件溫和，原料來(lái)源廣，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資和能耗??；制備的片狀碳酸鈣表面活性好，可廣泛應(yīng)用于塑料、造紙、橡膠、涂料、化學(xué)建材、醫(yī)藥、食品、飼料、油墨等行業(yè)，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C01F11/18GK102874857SQ20121033159
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者葉瑛, 陳濤, 夏枚生, 金詩(shī)迪, 劉舒婷, 朱振宏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)