[发明专利]一种利用油页岩半焦制备杂化抗菌剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用油页岩半焦制备杂化抗菌剂的方法，是将半焦在机械搅拌下配制成质量百分含量10~20%的半焦浆液；过滤除砂后在浆液中加入半焦质量分数20~35%的锌盐，搅拌25~30min后加入碱液调节体系pH至7.5~8，持续搅拌50~60min后进行固液分离；所得滤饼以1:8~1:12的质量固液比分散在水中，搅拌25~30min后再进行固液分离；所得滤饼进行对辊处理后置于动态煅烧炉中，在400~800℃下煅烧处理2~4h；煅烧后粉碎过200目筛，即得杂化抗菌剂。本发明制备的杂化抗菌剂具有高活性抗菌材料，其产品可应用于抗菌陶瓷、抗菌涂料、抗菌塑料、抗菌涂层和抗菌表面处理等领域。

技术领域

本发明涉及一种杂化抗菌剂的制备方法，尤其涉及一种利用油页岩半焦制备杂化抗菌剂的方法，属于废弃物再利用和功能材料领域。

背景技术

近年来，细菌耐药现象日益凸显，耐药性细菌能够直接或间接地进入到人们的生活环境中，给人们的健康带来严重的威胁（Infectious Diseases: Research andTreatment, 2018, 11: 1178633718767887）。无机抗菌剂因具有高效性、广谱性、稳定性、持久性和耐热性，具有广泛的用途。但进一步开发低成本和绿色环保型抗菌剂仍是关注热点之一。

我国油页岩资源量约7000亿吨，折合页岩油约400亿吨。油页岩经300~700℃热解后的半焦占到油页岩总量的90％以上，堆弃的半焦不仅占用土地量大，而且长期露天堆放，经降雨淋漓等作用，对土壤和环境造成严重危害。因此，在油页岩开发利用过程中，不仅要提高油页岩中有机质的利用效率，更要拓宽半焦的利用途径。半焦主要由无机氧化物和残余碳组分组成。无机氧化物主要有SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、SO₃、TiO₂、Na₂O、K₂O，前三者含量较高，可达80%以上。目前，产生的半焦废弃物每年有数亿吨之多，主要应用于电石、化肥、铁合金、工业及民用燃烧等传统行业。但随着环保的日益严厉，半焦的下游市场需求量有限，开发新的半焦用途已成为关注焦点。

半焦孔隙及表面结构较为丰富，易于化学改性，可以作为一种有效的载体，担载无机纳米粒子，解决无机纳米粒子团聚问题。在活性半焦上负载CuO可以提高脱硫效率（燃料化学学报, 2014, 42: 1372-1377）；将多孔球状的ZnO负载于活性半焦，可以进一步提高半焦的脱硫能力（矿产综合利用, 2018, 5: 101-105）。CN 107715884A公布了在半焦表面负载金属Ni、Fe、Co和Cu制备负载型生物质半焦催化剂用于催化生物质气化工艺的焦油水蒸气重整过程，可以提高焦油转化率。利用半焦为载体，在其表面担载具有抗菌活性的纳米氧化锌，进而制备一种活性杂化抗菌剂，对于半焦废弃物的再利用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是一种利用油页岩半焦制备杂化抗菌剂的方法。

一、杂化抗菌剂的制备

本发明制备杂化抗菌剂的方法，是将半焦在机械搅拌下配制成质量百分含量10~20%的半焦浆液；过滤除砂后在浆液中加入半焦质量分数20~35%的锌盐，搅拌25~30min后加入碱液调节体系pH至7.5~8，持续搅拌50~60min后进行固液分离；所得滤饼以1:8~1:12的质量固液比分散在水中，搅拌25~30min后再进行固液分离；所得滤饼进行对辊处理后置于动态煅烧炉中，在400~800℃下煅烧处理2~4h；煅烧后粉碎过200目筛，即得杂化抗菌剂。

所述半焦是以油页岩为原料，经干馏提取油后剩余的固体废弃物，主要由无机氧化物和残余碳组分组成。其中，无机氧化物中SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃的含量达80%以上。

所述锌盐为硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、醋酸锌中的一种。