一種醋酸改性豬糞制備納米鈦酸鹽吸附劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，包括畜禽糞便的利用和水處理材料的制備。設(shè)及 一種醋酸改性豬糞制備納米鐵酸鹽吸附劑的方法。具體地說，是利用醋酸對豬糞改性后，用 于溶膠凝膠法合成納米鐵酸鹽吸附劑。 技術(shù)背景
[0002] 我國是傳統(tǒng)的養(yǎng)豬大國。近些年，我國的養(yǎng)豬業(yè)從傳統(tǒng)的農(nóng)戶分散養(yǎng)殖，迅速向規(guī) ?；⒓s化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。養(yǎng)豬業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，豬糞的集中排放造成的環(huán)境問題日趨 嚴重。豬糞中含有大量的有機質(zhì)，傳統(tǒng)的處理和利用方法是經(jīng)堆肥發(fā)酵處理后制成農(nóng)用肥 料。但是，在現(xiàn)代養(yǎng)殖過程中，為了促進豬的生長發(fā)育，防病驅(qū)蟲，一般都會在飼料中添加 含銅鋒鐵神等元素的添加劑；有時，養(yǎng)殖過程中為了防疫和治病需要，還會使用抗生素，運 些物質(zhì)大多都會隨糞便排出體外，因而養(yǎng)豬場排放的豬糞中有時會含有過量的重金屬等有 害物質(zhì)，運些有害物質(zhì)在堆肥發(fā)酵過程中很難有效去除，如果直接使用，會對±壤和環(huán)境造 成污染。針對運些問題，人們開發(fā)出了一些新的去除豬糞中重金屬和抗生素的技術(shù)和方法 (林代炎等，發(fā)明專利200810071567. 2 ;曾清如等，【申請?zhí)枴?01410197618. 1 ;周俊等.生物 漸浸法去除豬糞中重金屬和提高其脫水性能研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報.201131 (2) : 388-394 ;張 樹清，規(guī)模化養(yǎng)殖畜禽糞有害成分測定及其無害化處理效果，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，博±后研究 工作報告，2004年）。但是，運些方法由于成本高等原因尚未廣泛應(yīng)用，目前，還不能滿足養(yǎng) 殖業(yè)對豬糞處理的需求，大量堆積的豬糞急需新的利用和處理途徑。
[0003] 豬屬于雜食性動物，養(yǎng)豬場排放的豬糞中含有50%W上有機質(zhì)（包括粗蛋白、游 離氨基酸和纖維素等），食物中的物質(zhì)，經(jīng)過豬的消化道的消化處理后，性質(zhì)發(fā)生了一定的 變化，運些成分對金屬離子均具有較強的絡(luò)合能力，通過醋酸對其進一步的簇基化處理，提 高了糞便中的各個組分的絡(luò)合、分散和成膠能力，運些性能都可W在絡(luò)合溶膠凝膠法合成 中得到應(yīng)用。
[0004] 納米鐵酸鹽，是一類穩(wěn)定的高性能重金屬吸附劑，目前最常用的合成方法是絡(luò)合 溶膠凝膠法（張東，侯平，化學(xué)學(xué)報，2009年，67卷12期：P1336-1342 ;張東，王敏，譚玉玲， 化學(xué)學(xué)報，2010 年，16 期，pl641-1648;DongZhang，Qum-liZhang,PinZhou,Journalof 化zardousMaterials, 2011年，186卷2-3期，p971 - 977)，一般都是采用巧樣酸、醋酸和醇 類試劑等為助劑，分別W鐵酸四下醋和堿±金屬硝酸鹽為原料，采用溶膠凝膠般燒法合成 得到。所用的材料和試劑價格都很高，合成的納米鐵酸鹽的成本很高，限制納米鐵酸鹽吸附 劑在實際中的應(yīng)用。
[0005] 為了處理和利用豬糞，同時降低納米鐵酸鹽吸附劑的合成成本，利用醋酸和雙氧 水對豬糞進行處理，提高豬糞的絡(luò)合、分散和成膠能力，再分別將鐵酸四下醋和堿±金屬化 合物加入豬糞漿中，加熱反應(yīng)，蒸發(fā)成干膠，高溫般燒，得到納米鐵酸鹽吸附劑。豬糞中含有 的銅鋒鐵儘等重金屬固留在納米鐵酸鹽吸附劑中，滲雜在鐵酸鹽晶格中的運些金屬離子， 提高了納米鐵酸鹽的吸附性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的，是提供一種醋酸改性豬糞制備納米鐵酸鹽吸附劑的方法，本發(fā)明 利用豬糞為原料，利用醋酸和雙氧水對豬糞改性，提高豬糞的絡(luò)合成膠及分散能力，使得豬 糞能夠完全代替合成納米鐵酸鹽吸附劑過程中的所有助劑。
[0007] 本發(fā)明不僅提高了納米鐵酸鹽吸附劑的吸附能力，而且工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
[0008] 采用的技術(shù)方案是：
[0009] 一種利用醋酸改性豬糞制備納米鐵酸鹽吸附劑的方法，其特征在于該方法包括如 下步驟：
[0010] 1、取新鮮的豬糞，調(diào)整含水率在88% -93%范圍內(nèi)，得到糞漿，備用；
[0011] 2、按步驟1制備的糞漿與冰醋酸質(zhì)量比為1:0. 4-0. 8取冰醋酸，并將冰醋酸加入 糞漿中，搗碎勻漿10-20min;再按步驟1制備的糞漿與雙氧水質(zhì)量比為1:0. 1-0. 3加入雙 氧水，繼續(xù)搗碎均漿10-20min，密閉靜置8-24h，得到醋酸改性豬糞膠；
[0012] 3、按醋酸改性豬糞膠與鐵酸四下醋質(zhì)量比為1:0. 5-1，取鐵酸四下醋，在持續(xù)攬 拌條件下，緩慢滴加入步驟2得到的醋酸改性豬糞膠中，滴完后，繼續(xù)攬拌20-30min，得到 含鐵豬糞膠；
[0013] 4、按堿±金屬和鐵摩爾比為1:1稱取堿±金屬化合物，加入到步驟3制得的含鐵 豬糞膠中，攬拌均勻，加熱至85-95°C，繼續(xù)保溫攬拌反應(yīng)、蒸發(fā)，最后于105°C條件下干燥， 制成鐵-堿上金屬-豬糞干凝膠；
[0014] 5、將步驟4制備的鐵-堿±金屬-豬糞干凝膠于650-950°C，空氣氛圍中般燒 4-6h，得到納米鐵酸鹽吸附劑。
[0015] 所述的搗碎勻漿時搗碎攬拌速度不低于4000r/min。
[0016] 所述的雙氧水質(zhì)量濃度為20-30%。
[0017] 所述的堿±金屬化合物為硝酸巧、硝酸儀、硝酸領(lǐng)、硝酸鎖、碳酸巧、碳酸領(lǐng)、碳酸 鎖和白云石、石灰石、方解石中的一種或幾種。
[0018] 所述的碳酸巧、碳酸領(lǐng)、碳酸鎖和白云石、石灰石、方解石的粒徑不大于25微米。
[0019] 本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)出的納米鐵酸鹽吸附劑的吸能力強，同時使得 豬糞得到資源化利用，避免了豬糞對環(huán)境的污染，具有很高的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0020] 附圖1為實施例3中納米鐵酸巧3的X畑譜。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1 :利用豬糞和石灰石制備納米鐵酸巧1
[0022] 取新鮮的豬糞，調(diào)整含水率在88%，混合均勻，取lOOOg，加入800g冰醋酸，置于搗 碎勻漿機內(nèi)，W4000r/min攬拌速度，搗碎勻漿15min，再加入lOOg雙氧水，繼續(xù)搗碎均漿 15min，密閉放置24h，得到均質(zhì)醋酸改性豬糞膠；稱取lOOOg醋酸改性豬糞膠，在持續(xù)攬拌 條件下，緩慢滴加500g鐵酸四下醋，滴完后，繼續(xù)攬拌30min，得到含鐵豬糞膠；稱取149g 石灰石粉，加入到含鐵豬糞膠中，攬拌均勻，加熱至90°C，繼續(xù)保溫攬拌反應(yīng)、蒸發(fā)，最后于 105°C條件下烘干，制成鐵-巧-豬糞干凝膠；將鐵-巧-豬糞干凝膠于800°C，空氣氛圍中 般燒化，爐內(nèi)自然冷卻到室溫，得到納米鐵酸巧吸附劑1。
[0023] 實施例2 :利用豬糞和石灰石制備納米鐵酸巧2
[0024]取新鮮的豬糞，調(diào)整含水率在89 %，混合均勻，取lOOOg豬糞，加入400g冰醋酸，置 于搗碎勻漿機內(nèi)，W4000r/min攬拌速度，搗碎勻漿15min，再加入300g雙氧水，繼續(xù)搗碎 均漿15min，密閉放置24h，得到均質(zhì)醋酸改性豬糞膠；稱取lOOOg醋酸改性豬糞膠，在持續(xù) 攬拌條件下，緩慢滴加lOOOg鐵酸四下醋，滴完后，繼續(xù)攬拌30min，得到含鐵豬糞膠；稱取 298g石灰石粉，加入到含鐵豬糞膠中，攬拌均勻，加熱至90°C，繼續(xù)保溫攬拌反應(yīng)、蒸發(fā)，最 后于105°C條件下烘干，制成鐵-巧-豬糞干凝膠；將鐵-巧-豬糞干凝膠于700°C，空氣氛 圍中般燒化，爐內(nèi)自然冷卻到室溫，得到納米鐵酸巧吸附劑2。 陽0巧]實施例3 :利用豬糞和硝酸巧制備納米鐵酸巧3 陽0%] 取新鮮的豬糞，調(diào)整含水率在90 %，混合均勻，取lOOOg豬糞，加入500g冰醋酸， 置于搗碎勻漿機內(nèi)，W4000;r/min攬拌速度，搗碎勻漿15min，再加入200g雙氧水，繼續(xù)搗 碎均漿15min，密閉放置24h，得到均質(zhì)醋酸改性豬糞膠；稱取lOOOg醋酸改性豬糞膠，在持 續(xù)攬拌條件下，緩慢滴加600g鐵酸四下醋，滴完后，繼續(xù)攬拌30min，得到含鐵豬糞膠；稱取 417g硝酸巧，加入到含鐵豬糞膠中，攬拌均勻，加熱至9(TC，繼續(xù)保