一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙 吸附剂的方法。
【背景技术】
[0002] 近些年，随着养鸡业的发展，鸡粪的集中排放造成的环境问题日趋严重。鸡粪中有 机物含量大，传统的鸡粪处理方法是通过堆肥发酵后制作农用肥料，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。近几年， 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，合成纳米钛酸钙最常用的方法是采 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，用钛酸四丁酯和碱土金 属化合物，结合溶胶凝胶煅烧技术合成得到。这些方法所用的材料和试剂价格都很高，合成 的纳米钛酸钙的成本很高，限制钛酸钙吸附剂在实际中的应用。
[0004] 另外，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 鸡粪不能直接作为合成钛酸盐的助剂。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，是提供一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，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] -种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，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88-92%，制成粪浆，按粪浆与双氧水质量比为 1:0. 1-0. 2取双氧水，将双氧水加入粪浆中，置于捣碎匀浆机内，捣碎匀浆15-20min，按粪 浆与无水氯化钙质量比为1:0. 05-0. 4取无水氯化钙，将无水氯化钙加入粪浆中，继续捣碎 匀浆15-20min，再按粪浆与氨水质量比为1:0. 05-0. 5质量浓度为25-28%的氨水，将氨水 加入粪浆中，再次捣碎匀浆15-20min，加热到70-90°C，密闭保温20-24h，得到含钙改性氨 化鸡粪胶，备用；
[0009] (2)、按钙与钛酸四丁酯质量比为1:1取钛酸四丁酯，在持续搅拌条件下，将钛酸 四丁酯缓慢滴加入步骤（1)中得到的含钙改性氨化鸡粪胶中，滴完后，继续搅拌20-30min， 加热煮沸，搅拌蒸干后于l〇5°C条件下烘干，制成钛-钙-鸡粪干凝胶，备用；
[0010] (3)、将步骤⑵中制备的钛-钙-鸡粪干凝胶于650-1000°C条件下，煅烧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物质，再采用氨水对鸡粪 中有机物进行氨化改性，打开纤维素中连接多糖的酯链，同时使木质素膨胀，通透性提高， 比表面积增大，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] 本发明利用和处理鸡粪的同时，制备一种低成本的、高性能的纳米钛酸盐类重金 属吸附材料，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7中纳米钛酸钙7的XRD谱。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] -种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0018] 称取已将含水率调整到88%的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入100g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入50g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入400g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到 均质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入154g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅 拌30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电 炉中，于650°C条件下，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙1 ;
[0019] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0020] 实施例2
[0021] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0022] 称取已将含水率调整到89 %的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入100g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入100g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入200g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到 均质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入307g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅 拌30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电 炉中，于750°C条件下，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙2 ;
[0023] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0024] 实施例3
[0025] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0026] 称取已将含水率调整到89 %的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入100g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入200g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入100g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到 均质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入614g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅 拌30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电 炉中，于750°C条件下，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙3 ;
[0027] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0028] 实施例4
[0029] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0030] 称取已将含水率调整到89%的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入100g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入400g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入50g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到均 质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入1227g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅 拌30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电 炉中，于750°C，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙4 ;
[0031] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0032] 实施例5
[0033] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0034] 称取已将含水率调整到90 %的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入200g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入50g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入50g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到均 质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入154g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅拌 30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电炉 中，于750°C条件下，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙5 ;
[0035] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0036] 实施例6
[0037] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0038] 称取已将含水率调整到90 %的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入200g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入100g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入100g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到 均质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入307g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅 拌30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电 炉中，于750°C条件爱你行啊，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙6 ;
[0039] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0040] 实施例7
[0041] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸附剂的方法，其特征在于，包括下述工 艺步骤：
[0042] 称取已将含水率调整到92 %的新鲜鸡粪1000g，置于捣碎匀浆机内，加入200g双 氧水，以6000r/min搅拌速度，捣碎勾衆20min，加入200g无水氯化妈，继续以相同的速度捣 碎匀浆20min，再加入200g的氨水，继续捣碎匀浆20min，加热到80°C，密闭保温24h，得到 均质含钙氨化改性粪浆；在持续搅拌条件下，逐滴加入614g钛酸四丁酯，滴加完后，继续搅 拌30min，加热煮沸，搅拌蒸干后于105°C条件下烘干，制成钛-钙-粪干凝胶，置于箱式电 炉中，于950°C条件下，空气氛围中煅烧6h，得到纳米钛酸钙7 ;
[0043] 上述无水氯化钙（CaCl2)为分析纯试剂；氨水为分析纯，质量浓度（NH 3)为26%。
[0044] 实施例8
[0045] 一种利用氨水活化鸡粪制备纳米钛酸钙吸