一种利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法

本发明属于附加值钙基材料研发领域，具体涉及一种利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法。

背景技术：

1、传统的石灰消化方法是将生石灰与水反应生成熟石灰的过程，这个过程也被称为石灰的“消化”或“熟化”。将生石灰放入水中，在反应过程中，生石灰会放出热量，因此需要控制反应温度，避免过热。熟化后的石灰水通常需要经过过滤和净化处理，以去除杂质。净化后的石灰水可以通过离心脱水等方法进行干燥处理，最终得到干燥的石灰粉末。石灰消化过程中会产生大量的热量，因此需要控制反应温度，避免过热。

2、相比传统的消石灰，高比表面积消石灰具有更大的比表面积、更强的吸附性能和更好的反应活性，因此在实际应用中能够发挥更好的作用，其具备重要应用价值，主要应用领域包括机油过滤、烟气脱硫、污水处理、食品添加剂等。

3、然而，当前通过传统的石灰消化方法，很难制备高比表面积消石灰。传统方法制备的消石灰颗粒较大，颗粒间的孔隙率较低，其吸附能力和反应活性受到显著限制。

4、因此，为了制备高比表面积消石灰，需要采用一些新的制备技术。探索和研发具有高比表面积的消石灰产品不仅可以克服行业技术断板，也可以为相识高比表面积材料的制备提供可借鉴方法。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法。

2、技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，包括以下步骤：

3、(1)将羧基酸溶解到水中得到羧基酸溶液；

4、(2)向低温离子体发生器中喷入羧基酸溶液和生石灰粉，低温等离子体照射后，导入气固分离器，分离得到的固体粉末即为高比表面积消石灰产品。

5、其中，步骤(1)中所述羧基酸包括乙酸、草酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中任意一种。

6、其中，步骤(1)中羧基酸溶液的浓度为0.02～0.2mg/l。

7、其中，步骤(2)中的羧基酸溶液和生石灰粉的质量比为1～2:100。

8、其中，步骤(2)中的低温等离子体照射时间为5～55分钟。

9、其中，步骤(2)中的低温等离子体作用电压为5～75kv，低温等离子体作用气氛为空气或氧气。

10、本
技术实现要素：
还包括所述的方法制备得到的高比表面积消石灰。

11、其中，所述消石灰的表面积为41.27～49.37m2/g。

12、反应机理：本发明同时喷入羧基酸水溶液和生石灰，羧基酸水溶液与生石灰反应，同步生成羧基酸钙和消石灰共混物，羧基酸钙混掺在消石灰中，羧基酸钙的生成腐蚀了消石灰颗粒表面。在低温等离子照射过程中，空气中的氧气和水汽以及喷入的羧基酸溶液中的水在放电通道中发生电离和解离，生成氧自由基和氢氧根自由基。生成的氧自由基和氢氧根自由基不仅会直接蚀刻消石灰颗粒表面，而且还可以与羧基酸钙反应，使其重新转化为氢氧化钙并释放二氧化碳气体和水汽，羧基酸钙转化为氢氧化钙及二氧化碳的释放，均有利于进一步提升消石灰的比表面积，释放的水汽循环参与反应。

13、有益效果：与现有技术相比，本发明具备以下优点：本发明解决现有的石灰消化过程中技术缺陷，通过耦合羧基酸反应与低温等离子体照射实现高比表面积消石灰的制备，本发明内容也可为新型消化设备研发也提供技术借鉴，本发明制备的消石灰比表面积最高为49.37m2/g，高于市面上现有销售的同类产品。

技术特征：

1.一种利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，其特征在于，步骤（1）中所述羧基酸包括乙酸、草酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中任意一种。

3.根据权利要求1所述的利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，其特征在于，步骤（1）中羧基酸溶液的浓度为0.02~0.2mg/l。

4.根据权利要求1所述的利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，其特征在于，步骤（2）中的羧基酸溶液和生石灰粉的质量比为1~2:100。

5.根据权利要求1所述的利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，其特征在于，步骤（2）中的低温等离子体照射时间为5~55分钟。

6.根据权利要求1所述的利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，其特征在于，步骤（2）中的低温等离子体作用电压为5~75kv，低温等离子体作用气氛为空气或氧气。

7.权利要求1~6任一项所述的方法制备得到的高比表面积消石灰。

8.根据权利要求7所述的高比表面积消石灰，其特征在于，所述消石灰的表面积为41.27~49.37m2/g。

技术总结
本发明公开了一种利用低温等离子体制备高比表面积消石灰的方法，将羧基酸溶解到水中得到羧基酸溶液；向低温离子体发生器中喷入羧基酸溶液和生石灰粉，低温等离子体照射后，导入气固分离器，分离得到的固体粉末即为高比表面积消石灰产品。本发明解决了现有的石灰消化过程中技术缺陷，通过耦合羧基酸反应与低温等离子体照射实现高比表面积消石灰的制备，本发明内容也可为新型消化设备研发也提供技术借鉴，本发明制备的消石灰比表面积最高为49.37m<supgt;2</supgt;/g，高于市面上现有销售的同类产品。

技术研发人员：黄涛,宋东平,金俊勋,狄洋阳,张树文
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8