[发明专利]一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法。

背景技术

贝类是我国海水养殖的主要品种，占全国海水养殖总产量的70%以上，总产量达1200万吨/年，占世界总产量的60%，居世界第一位。随着贝壳养殖的发展，产生了大量的贝壳废弃物，并造成了严重的环境问题。合理开发贝壳资源，变废为宝，实现废弃资源的再利用。贝壳是由碳酸钙和生物有机大分子组成的复合矿物，含有0.1～5%蛋白质和多糖类有机高分子物质，含有约95%的碳酸钙。贝壳粉中的有机高分子物质具有羟基、氨基和羟基等官能团，能和高分子化合物交联制备有机无机聚合物。

碳酸钙是一种低廉、色白、无毒无味、来源广和用量大的无机填料，被大量用于塑料、橡胶、化妆品、涂料、油漆、造纸和食品等行业。它是一种极性无机物，表面有许多羟基，呈现亲水性，加上粒子表面静电作用，表面能较高，不能与高聚物发生化学交联络合作用。

水热法是一种高效的纳米粉体制备方法，其基本原理是在高温高压的水热条件下，水处于超临界状态，物质在水中的物性和化学反应性能均发生很大变化，加剧了复杂离子间的反应和水解反应，使得某些化合物分解，从而获得具有特殊结构的纳米粉体。

发明内容

本发明的目的是利用高温高压水热法降解贝壳中的有机物，加剧其水解反应，从而使贝壳中的层状碳酸钙剥离出来，再采用研磨粉碎得到分子结构为片状的碳酸钙，提供一种水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法。

水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法是以贝壳为原料，采用水热法处理和沉降分级后，经湿磨、压滤、干燥得片状碳酸钙；其具体步骤如下：

1）将贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；

2）将质量百分比为0.01～50%步骤1）的反应原料水悬浮液和分离液加入高温反应釜中，在温度范围为120～220℃条件下保温处理0.5～80h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；

3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。

所述的贝壳是贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、珍珠贝或河蚌壳。所述的分离液为氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系或氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系，其中氢氧化钠的质量百分比浓度为0.01～10%，次氯酸钠的质量百分比浓度为0.01～15%，过氧化氢的质量百分比浓度为0.01～15%，乙醇的质量百分比浓度为0.1～20%。所述的高温反应釜为聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高温反应釜。

本发明的优点是操作条件温和，原料来源广，工艺简单，设备投资和能耗小；制备的片状碳酸钙表面活性好，可广泛应用于塑料、造纸、橡胶、涂料、化学建材、医药、食品、饲料、油墨等行业，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1和图2是水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的扫描电镜照片。

具体实施方式

水热法解聚贝壳制备片状碳酸钙的方法是以贝壳为原料，采用水热法处理和沉降分级后，经湿磨、压滤、干燥得片状碳酸钙；其具体步骤如下：

1）将贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；

2）将质量百分比为0.01～50%步骤1）的反应原料水悬浮液和分离液加入高温反应釜中，在温度范围为120～220℃条件下保温处理0.5～80h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；

3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。

所述的贝壳是贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、珍珠贝或河蚌壳。所述的分离液为氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系或氢氧化钠-过氧化氢-乙醇-水溶液体系，其中氢氧化钠的质量百分比浓度为0.01～10%，次氯酸钠的质量百分比浓度为0.01～15%，过氧化氢的质量百分比浓度为0.01～15%，乙醇的质量百分比浓度为0.1～20%。所述的高温反应釜为聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高温反应釜。

实施例1

1）将贻贝壳清洗，粗粉碎，作为反应原料；

2）将质量百分比为0.01%步骤1）的反应原料水悬浮液和氢氧化钠-次氯酸钠-乙醇-水溶液体系（其中氢氧化钠的浓度为0.01%，次氯酸钠含量为0.01%，乙醇含量为0.1%）加入高温反应釜中，在温度范围为120℃条件下保温处理0.5h，反应完毕后，随炉冷却，得到悬浮液；

3）将悬浮液倒至盛有去离子水的烧杯中，重力分离、过滤、烘干、研磨，得到片状碳酸钙。

实施例2

1）将扇贝壳原料清洗，粗粉碎，作为反应原料；