一种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸 钙的方法。
【背景技术】
[0002] 随着养鸡业的规模化、集约化和机械化发展，鸡粪的集中排放造成的环境问题日 趋严重。传统的鸡粪处理方法是通过堆肥发酵，制作农用肥，这种方法不仅周期长，发酵过 程会释放大量的有害臭气，有机物易流失进入水体，造成空气和水的污染。同时，现代化养 殖鸡的过程中，为了促进鸡的生长发育、提高产蛋量以及防病治病的需要，会在饲料里添加 入钙铁锌锰铜等元素以及使用抗生素等，这些物质大部分会随粪便排出体外，这些物质在 传统的堆肥发酵过程中不能有效去除，如果随肥料施入土地，会给土壤及周围环境带来极 大的危害。为了解决鸡粪的无害化利用问题，人们开发出了一些新的鸡粪处理和利用技术 (朱曲波等，ZL 201010233989. 2 ;张很文，发明专利，【申请号】201210561028. 3 ;王玉琴，禽 粪的污染及防治，中国畜禽种业，2014. 07)。但是这些方法对鸡粪的利用量有限，很多养殖 场鸡粪堆积，污染环境。
[0003] 纳米钛酸钙是一类稳定的高性能重金属吸附剂（张东，侯平，化学学报，2009 年，67卷 12 期：pl336_1342 ;Dong Zhang，Chun-li Zhang，Pin Zhou，Journal of Hazardous Materials，2011年，186卷2-3期，p971 - 977)。目前，纳米钛酸钙的合成方法是溶胶凝胶 煅烧法，该方法是利用柠檬酸、醋酸、三乙醇胺和醇类等试剂作为络合、催化和分散剂，用钛 酸四丁酯和硝酸钙为钛和钙源。所用的材料和试剂价格都很高，合成的纳米钛酸钙的成本 高，限制钛酸钙吸附剂在实际中的应用。
[0004] 鸡没有牙齿，它的消化能力也很差，饲料中大部分蛋白质、纤维素等营养物质都随 粪便直接排出体外，鸡的消化道对饲料中的有机营养物质分解和改性能力差，因而鸡粪直 接作为合成钛酸盐的助剂效果不理想。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，是提供一种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，本方法 生产工艺简单，成本低，同时解决了鸡粪污染的问题。
[0006] 采用的技术方案是：
[0007] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0008] (1)、取新鲜的鸡粪，调整含水率为89-92%，制得粪浆，置于捣碎匀浆机内，按粪浆 与双氧水质量比为1:0. 1-0. 2取质量百分浓度为25-35%的双氧水，将双氧水加入粪浆中， 捣碎匀浆50-60min，按粪浆与氧化钙质量比为1:0. 1-0. 3取氧化钙，将氧化钙加入粪浆中， 搅拌泡腾反应完全，密闭，在60-80°C条件下保温反应20-24h，得到钙化改性鸡粪胶，备用；
[0009] (2)、按钙与钛摩尔比为1:1取钛酸四丁酯，在持续搅拌条件下，将钛酸四丁酯 滴加入步骤（1)得到的钙化改性鸡粪胶中，滴完后，搅拌均匀，于105°c条件下烘干，制成 钛-钙-鸡粪干凝胶，备用；
[0010] (3)、将步骤⑵制备的钛-钙-鸡粪干凝胶于650-950°C条件下，煅烧5-6h，即得。
[0011] 上述步骤（1)中捣碎勾衆时，捣碎搅拌速度彡6000r/min。
[0012] 本发明利用机械破碎和双氧水氧化破坏有机质的大颗粒分子，再采用氧化钙对鸡 粪中有机物进行钙化改性，使纤维素和木质素膨胀，通透性提高，比表面积增大，使得蛋白 质被部分氧化分解，提高了鸡粪对金属离子的络合和分散能力。
[0013] 本发明的优点在于：
[0014] 本发明利用鸡粪作为溶胶凝胶合成钛酸钙时所用的助剂，综合利用鸡粪的同时， 价低了纳米钛酸钙的合成成本，本发明制造工艺简单、操作方便，使用原料成本较低，适于 广泛应用，具有较好的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0015] 图1为实施例3中纳米钛酸钙3的XRD谱。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0018] 称取已将含水率调整到89 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入40g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎匀浆60min，取出，再加入20g氧化钙，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将121. 4g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于650°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙1 ;
[0019] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0020] 实施例2
[0021] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0022] 称取已将含水率调整到90 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入40g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎匀浆60min，取出，再加入40g氧化钙，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将242. 8g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于650°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙2 ;
[0023] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0024] 实施例3
[0025] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0026] 称取已将含水率调整到91 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入40g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆60min，取出，再加入60g氧化f丐，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将364. 2g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于650°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙3 ;
[0027] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0028] 实施例4
[0029] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0030] 称取已将含水率调整到92 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入40g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆60min，取出，再加入60g氧化f丐，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将485. 5g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于650°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙4 ;
[0031] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0032] 实施例5
[0033] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0034] 称取已将含水率调整到91 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入20g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎匀浆60min，取出，再加入40g氧化钙，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将242. 8g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于650°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙5 ;
[0035] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0036] 实施例6
[0037] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0038] 称取已将含水率调整到91 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入20g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎匀浆60min，取出，再加入40g氧化钙，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将242. 8g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于800°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙6 ;
[0039] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0040] 实施例7
[0041] -种利用氧化钙改性鸡粪制备纳米钛酸钙的方法，其特征在于，包括下述工艺步 骤：
[0042] 称取已将含水率调整到91 %的新鲜鸡粪200g，置于捣碎匀浆机内，加入20g双氧 水，以6000r/min搅拌速度，捣碎匀浆60min，取出，再加入40g氧化钙，搅拌泡腾反应后，密 闭，在70°C条件下保温反应24h，得到均质钙化改性鸡粪胶；在持续搅拌条件下，将242. 8g 钛酸四丁酯逐滴加入到钙化改性鸡粪胶中，滴加完后，继续搅拌混合均匀，于l〇5°C条件下 烘干，得到钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉中，于950°C条件下煅烧6h，得到纳米钛酸钙7 ;
[0043] 上述氧化钙（CaO)和双氧水均为分析纯试剂，双氧水的质量分数为30% ;钛酸四 丁酯为化学纯试剂。
[0044] 实施例8
[0045] -种利用氧化钙改性鸡粪制备