一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽 吸附劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 豬是我們最主要的肉食來源，近些年，我國生豬飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展迅速，極大地改善了 人們的生活水平，但是，豬糞的排放給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染問題。豬糞中含有大量的有 機(jī)質(zhì)，傳統(tǒng)的處理和利用方法是堆肥發(fā)酵。但是，在現(xiàn)代養(yǎng)殖過程中，為了促進(jìn)豬的生長發(fā) 育，防病驅(qū)蟲，防疫和治病，一般都會(huì)在飼料中添加含銅鋅鐵砷等元素的添加劑，或是使用 抗生素，這些物質(zhì)大多都會(huì)以原形的形式隨糞便排出體外，這些有害物質(zhì)在堆肥發(fā)酵過程 中很難有效去除，如果直接使用，會(huì)對(duì)土壤和環(huán)境造成污染。針對(duì)這些問題，人們開發(fā)出了 一些新的去除豬糞中有害成分的新技術(shù)和方法（林代炎等，發(fā)明專利200810071567. 2 ;周 俊等，生物瀝浸法去除豬糞中重金屬和提高其脫水性能研宄，環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào).201131 (2): 388-394 ;張樹清，規(guī)模化養(yǎng)殖畜禽糞有害成分測(cè)定及其無害化處理效果，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 博士后研宄工作報(bào)告，2004年）。但是，這些方法還不能滿足養(yǎng)殖業(yè)對(duì)豬糞處理的需求，大 量堆積的豬糞急需新的利用和處理途徑。
[0003] 納米鈦酸鹽是一類穩(wěn)定的高性能重金屬吸附劑，其合成方法是絡(luò)合溶膠凝膠法 (張東，侯平，化學(xué)學(xué)報(bào)，2009年，67卷12期：P1336-1342 ;張東，王敏，譚玉玲，化學(xué)學(xué)報(bào)， 2010年，16期，pl641_1648 ;Dong Zhang，Chun-li Zhang,Pin Zhou,Journal of Hazardous Materials，2011年，186卷2-3期，p971 - 977)，該方法需要加入大量的檸檬酸、醋酸、聚乙 二醇等試劑作為絡(luò)合劑、分散劑和模板劑，所用到的材料和試劑價(jià)格較高，導(dǎo)致合成的納米 鈦酸鹽吸附劑成本高，限制其在實(shí)際中的應(yīng)用。
[0004] 豬糞中含有粗蛋白、游離氨基酸和纖維素、木質(zhì)素等，這些成分對(duì)金屬離子均具有 一定的的絡(luò)合和分散能力，但是還不能直接用于溶膠凝膠法合成鈦酸鹽吸附劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的，是提供一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法，本 方法生產(chǎn)工藝簡單，成本低，同時(shí)解決了豬糞的污染問題。
[0006] 采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法，其特征在于，包括下述工 藝步驟：
[0008] (1)、取新鮮的豬糞，調(diào)整含水率為89-91 %，制成糞漿，按糞漿和雙氧水質(zhì)量比為 1:0. 05-0. 3取質(zhì)量百分濃度為28-32%的雙氧水，將雙氧水加入糞漿中，置于搗碎勻漿機(jī) 內(nèi)，搗碎勻漿20-30min，再按糞漿質(zhì)量的1-10%取氫氧化鈉，將氫氧化鈉加入糞漿中，再次 搗碎勻漿20-30min，加熱至70-90°C，密閉保溫20-24h，得到均質(zhì)堿活化豬糞膠，備用；
[0009] (2)、按堿活化豬糞膠與鈦酸四丁酯質(zhì)量比為1:0. 25 - 1取鈦酸四丁醋，在持續(xù)攪 拌條件下，將鈦酸四丁酯緩慢滴加入步驟（1)中得到的堿活化豬糞膠中，攪拌均勻，得到含 鈦豬糞膠，備用；
[0010] (3)、按堿土金屬和鈦摩爾比為1:1稱取堿土金屬化合物，加入到步驟（2)中制得 的含鈦豬糞膠中，攪拌均勻，加熱至60-80°C，繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)、蒸發(fā)，最后于105°C條件 下烘干，制成鈦-堿土金屬-豬糞干凝膠，備用；
[0011] (4)、將步驟（3)中制備的鈦-堿土金屬-豬糞干凝膠于650-950°C條件下，煅燒 4 _6h，即得。
[0012] 上述步驟（1)中搗碎勾衆(zhòng)時(shí)，搗碎勾衆(zhòng)轉(zhuǎn)速彡4000r/min。
[0013] 上述步驟（3)中堿土金屬化合物為硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、硝酸鍶、氯化鈣、氯化 鎂、氯化鋇或氯化鍶。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0015] 本發(fā)明利用并處理豬糞的同時(shí)，制備一種低成本的、高性能的納米鈦酸鹽類重金 屬吸附材料，本發(fā)明制造工藝簡單、操作方便，使用原料成本較低，適于廣泛應(yīng)用，具有較好 的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0016] 圖1為實(shí)施例5中納米鈦酸鈣5的XRD譜。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] -種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法，其特征在于，包括下述工 藝步驟：
[0019] 取100g含水率調(diào)整到89%新鮮的豬糞，加入30g雙氧水，置于搗碎勻漿機(jī)內(nèi)，以 4000r/min攪拌速度，搗碎勾衆(zhòng)30min，再加入Ig氫氧化鈉固體，繼續(xù)以相同的速度搗碎 均漿30min，加熱至80°C，密閉保溫反應(yīng)24h，得到均質(zhì)堿活化豬糞膠；在持續(xù)攪拌條件下， 將25g鈦酸四丁酯逐滴加入到堿活化豬糞膠中，滴完后，攪拌均勻，得到含鈦豬糞膠；稱取 17. 3g硝酸鈣，加入到含鈦豬糞膠中，攪拌均勻，加熱至70°C，繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)、蒸發(fā)，最 后于105°C條件下烘干，制成鈦-鈣-豬糞干凝膠，置于箱式電爐中，于650°C條件下煅燒 6h，得到納米鈦酸鈣1 ;
[0020] 上述硝酸媽（CaNO3 ·4Η20)和氫氧化鈉均為分析純?cè)噭p氧水為質(zhì)量濃度為30% 的分析純?cè)噭?br>[0021] 實(shí)施例2
[0022] 一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法，其特征在于，包括下述工 藝步驟：
[0023] 取100g含水率調(diào)整到90%新鮮的豬糞，加入20g雙氧水，置于搗碎勻漿機(jī)內(nèi)，以 4000r/min攪拌速度，搗碎勾衆(zhòng)30min，再加入2g氫氧化鈉固體，繼續(xù)以相同的速度搗碎 均漿30min，加熱至80°C，密閉保溫反應(yīng)24h，得到均質(zhì)堿活化豬糞膠；在持續(xù)攪拌條件下， 將50g鈦酸四丁酯逐滴加入到堿活化豬糞膠中，滴完后，攪拌均勻，得到含鈦豬糞膠；稱取 34. 7g硝酸鈣，加入到含鈦豬糞膠中，攪拌均勻，加熱至70°C，繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)、蒸發(fā)，最 后于105°C條件下烘干，制成鈦-鈣-豬糞干凝膠，置于箱式電爐中，于650°C條件下煅燒 6h，得到納米鈦酸鈣2 ;
[0024] 上述硝酸媽（CaNO3 ·4Η20)和氫氧化鈉均為分析純?cè)噭p氧水為質(zhì)量濃度為30% 的分析純?cè)噭?br>[0025] 實(shí)施例3
[0026] 一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法，其特征在于，包括下述工 藝步驟：
[0027] 取100g含水率調(diào)整到91 %新鮮的豬糞，加入IOg雙氧水，置于搗碎勻漿機(jī)內(nèi)，以 4000r/min攪拌速度，搗碎勾衆(zhòng)30min，再加入5g氫氧化鈉固體，繼續(xù)以相同的速度搗碎 均漿30min，加熱至80°C，密閉保溫反應(yīng)24h，得到均質(zhì)堿活化豬糞膠；在持續(xù)攪拌條件下， 將80g鈦酸四丁酯逐滴加入到堿活化豬糞膠中，滴完后，攪拌均勻，得到含鈦豬糞膠；稱取 55. 5g硝酸鈣，加入到含鈦豬糞膠中，攪拌均勻，加熱至70°C，繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)、蒸發(fā)，最 后于105°C條件下烘干，制成鈦-鈣-豬糞干凝膠，置于箱式電爐中，于650°C條件下煅燒 6h，得到納米鈦酸鈣3 ;
[0028] 上述硝酸媽（CaNO3 ·4Η20)和氫氧化鈉均為分析純?cè)噭?，雙氧水為質(zhì)量濃度為30% 的分析純?cè)噭?br>[0029] 實(shí)施例4
[0030] 一種氫氧化鈉改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法，其特征在于，包括下述工 藝步驟：
[0031] 取100g含水率調(diào)整到90%新鮮的豬糞，加入5g雙氧水，置于搗碎勻漿機(jī)內(nèi)，以 4000r/min攪拌速度，搗碎勾衆(zhòng)30min，再加入IOg氫氧化鈉固體，繼續(xù)以相同的速度搗碎 均漿30min，加熱至80°C，密閉保溫反應(yīng)24h，得到均質(zhì)堿活化豬糞膠；在持續(xù)攪拌條件下， 將100g鈦酸四丁酯逐滴加入到堿活化豬糞膠中，滴完后，攪拌均勻，得到含鈦豬糞膠；稱取 69. 4g硝酸鈣，加入到含鈦豬糞膠中，攪拌均勻，加熱至70°C