一种利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于羟基磷灰石的制备领域，具体涉及一种利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法。
【背景技术】
[0002]我国鱼类资源丰富，鱼类加工业高速发展。鱼骨是鱼类加工业的副产物，在鱼类加工中，鱼头和鱼中骨约占鱼重的30%以上。研究表明，鱼骨中除水分外，主要由灰分(矿物质)、蛋白和脂肪组成，三者中灰分组成最高，其中灰分中钙、磷的含量最高。目前，日本、美国的水产加工副产物已经能达到根据其化学组成和生化特性进行分类利用的程度，其加工产值达鱼肉的几倍到几十倍。在我国的水产加工业中，鱼骨通常同其他加工下脚料一起被丢弃或仅作为肥料、饲料，造成对资源浪费与环境污染。
[0003]羟基磷灰石(Hydroxyatite，化学分子式Ca1Q(P04)6(0H)2)是任何动物骨骼、牙齿的主要矿物成分，具有良好的生物相容性和生物活性及与人体骨优异的结合性能。羟基磷灰石是白色粉末，属于六方晶系，羟基磷灰石晶体结构中的结构通道赋予了其良好的离子交换性能，并且羟基磷灰石具有多孔结构，有很大的孔隙率，能吸附并且回收利用工业废水中的多种重金属离子、氟离子、有机染料分子，是一种具有很强吸附作用的吸附材料，且羟基磷灰石与环境协调性好，不易造成二次污染，是一种可广泛应用于环境污染治理的新型环境吸附材料。
[0004]羟基磷灰石的常见的合成方法有沉淀法、水热法、水解法、溶胶-凝胶法及固相合成法等。制备的原料主要有化学原料、动物骨骼、珊瑚、贝壳、蛋壳等。本发明以工业生产及生活中废弃的鱼骨为原料，价格低廉，且绿色环保，选用合适的制备方法制备羟基磷灰石，不仅降低了羟基磷灰石的生产成本，而且又能使废弃的鱼骨得到循环利用，为鱼骨的高附加值产品的开发提供了新的途径，从而实现资源的充分利用和可持续发展。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种简便、高效、经济的以工业生产及生活中废弃的鱼骨为原料制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其原料来源丰富，资源利用率高，工艺流程简单、高效，有效降低了制备高比表面积羟基磷灰石的成本，且经济实用、绿色环保。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其具体步骤如下:
收集生活中废弃的鱼骨，洗净后的鱼骨通过升温到70?90°C，烘干4?24h，空冷至室温的方法得到干鱼骨;将卜10g干鱼骨和5?30mL的蒸馏水混合倒入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，封紧后放置于160?220°C恒温烘箱中，水热反应12?30h;将一次水热反应得到的产物进行抽滤、洗涤至中性，后置于70?90°C烘干4?24h得到高比表面积羟基磷灰石。
[0007]所述鱼骨包括f卢鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼、鳙鱼、青鱼、草鱼和鳊鱼的鱼骨中的一种或者多种。
[0008]一种如上所述的方法制得的羟基磷灰石比表面积为166.57m2/g。
[0009]本发明的显著优点在于:
(1)本发明使用工业生产及生活中废弃的鱼骨为原料，价格低廉，且绿色环保，选用合适的制备方法制备了羟基磷灰石，降低了羟基磷灰石的生产成本；
(2)本发明使废弃的鱼骨得到循环利用，为鱼骨的高附加值产品的开发提供了新的途径，从而实现资源的充分利用和可持续发展；
(3)制备过程无需高温煅烧无需表面改性，所制备的羟基磷灰石比表面积大，活性强；
(4)制备工艺简单，易于操作，便于推广。
【附图说明】
[0010]图1实施例1制得的羟基磷灰石的X射线衍射图谱，从图中可以看出羟基磷灰石特征衍射峰；
图2实施例1制得的羟基磷灰石的扫描电子显微图，从图中可以看出羟基磷灰石为颗粒状，大小在200nm，孔隙多；
图3实施例1制得的羟基磷灰石的氮吸附/脱附曲线，从图中可知，随着氮分压的增加，吸附量逐渐增加，说明其比表面积较大；
图4实施例1制得的羟基磷灰石BJH孔径分布图。从图可知，羟基磷灰石的平均孔径在200nm左右；
图5经实施例1所制得的羟基磷灰石和常规羟基磷灰石对80mg/L刚果红溶液(CR)的吸附情况的对比图。
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合【具体实施方式】对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
[0012]实施例1
收集生活中废弃的鱼骨，洗净后的鱼骨通过第一步升温到80°C，烘干9 h，空冷至室温的方法得到干鱼骨，将2.4g干鱼骨和14mL的蒸馏水混合倒入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，封紧后放置于200°C恒温烘箱中，水热反应24h。将水热反应得到的产物进行抽滤、洗涤至中性，后置于80°C烘干9 h得到高比表面积羟基磷灰石。
[0013]实施例2
收集生活中废弃的鱼骨，洗净后的鱼骨通过升温到70°C，烘干24h，空冷至室温的方法得到干鱼骨;将lg干鱼骨和5mL的蒸馏水混合倒入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，封紧后放置于160°C恒温烘箱中，水热反应30h;将水热反应得到的产物进行抽滤、洗涤至中性，后置于90°C烘干4h得到羟基磷灰石。
[0014]实施例3
收集生活中废弃的鱼骨，洗净后的鱼骨通过升温到90°C，烘干4h，空冷至室温的方法得到干鱼骨;将10g干鱼骨和30mL的蒸馏水混合倒入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，封紧后放置于220°C恒温烘箱中，水热反应12h;将水热反应得到的产物进行抽滤、洗涤至中性，后置于90°C烘干4h得到羟基磷灰石。
[0015]实施例4
分别称取25mg实施例1制得的羟基磷灰石和常规羟基磷灰石置于50mL锥形瓶中，分别加入25mL预先配制好的80mg/L浓度的刚果红溶液。锥形瓶置于恒温磁力搅拌器下以240rpm的转速振荡，振荡480min时间后离心分离取其上层澄清液，用紫外可见分光光度计测定残余刚果红溶液在最大吸收峰497nm处的吸光度，利用吸附前后刚果红溶液溶液浓度之差，计算羟基磷灰石对刚果红吸附去除率;从图中可知，本发明制得的羟基磷灰石相比常规羟基磷灰石对刚果红溶液具有良好的吸附效果，表明其具有高比表面积。
[0016]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于:以鱼骨为原料，洗净后的鱼骨烘干，将干鱼骨和蒸馏水混合进行水热反应，将一次水热反应得到的产物进行抽滤，洗涤至中性，烘干得到高比表面积羟基磷灰石。2.根据权利要求1所述的利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于:所述鱼骨包括自卢鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼、鳙鱼、青鱼、草鱼和鳊鱼的鱼骨中的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于:洗净后的鱼骨烘干具体步骤为:通过升温到70?90°C，保温4?24 h，然后随炉空冷至室温，得到干鱼骨。4.根据权利要求1所述的利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于:所述的水热反应具体为:将1?10 g干鱼骨和5?30 mL蒸馈水混合进行水热反应，水热反应的温度为16(^220 °C，时间为12?30 h。5.根据权利要求1所述的利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于:水热反应后的产物经洗涤后，置于70?90°C烘干4?24 h，得到高比表面积羟基磷灰石。6.—种如权利要求1-5任一项所述的方法制得的高比表面积羟基磷灰石，其特征在于:羟基磷灰石的比表面积为166.57m2/g。
【专利摘要】本发明公开了一种利用鱼骨制备高比表面积羟基磷灰石的方法。本发明用鱼骨为原料，洗净后的鱼骨在70~90℃下烘干4~24h，得到干鱼骨；将1~10g干鱼骨和5~30mL的蒸馏水混合，并于160~220℃进行水热处理12~30h。将水热反应得到的产物进行抽滤、洗涤，置于70~90℃烘干4~24h得到比表面积为166.57m2/g的羟基磷灰石。本发明首次采用鱼骨为原料水热一步合成高比表面积羟基磷灰石，原料来源丰富、资源利用率高、工艺流程简单高效，且经济实用、绿色环保，具有良好的工业前景和社会效益。
【IPC分类】C01B25/32
【公开号】CN105460912
【申请号】CN201510892186
【发明人】陈奇俤, 卢嫣, 杨云珲, 詹红兵, 冯苗
【申请人】福州大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月8日