一種利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于羥基磷灰石的制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)魚(yú)類(lèi)資源豐富，魚(yú)類(lèi)加工業(yè)高速發(fā)展。魚(yú)骨是魚(yú)類(lèi)加工業(yè)的副產(chǎn)物，在魚(yú)類(lèi)加工中，魚(yú)頭和魚(yú)中骨約占魚(yú)重的30%以上。研究表明，魚(yú)骨中除水分外，主要由灰分(礦物質(zhì))、蛋白和脂肪組成，三者中灰分組成最高，其中灰分中鈣、磷的含量最高。目前，日本、美國(guó)的水產(chǎn)加工副產(chǎn)物已經(jīng)能達(dá)到根據(jù)其化學(xué)組成和生化特性進(jìn)行分類(lèi)利用的程度，其加工產(chǎn)值達(dá)魚(yú)肉的幾倍到幾十倍。在我國(guó)的水產(chǎn)加工業(yè)中，魚(yú)骨通常同其他加工下腳料一起被丟棄或僅作為肥料、飼料，造成對(duì)資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。
[0003]羥基磷灰石(Hydroxyatite，化學(xué)分子式Ca1Q(P04)6(0H)2)是任何動(dòng)物骨骼、牙齒的主要礦物成分，具有良好的生物相容性和生物活性及與人體骨優(yōu)異的結(jié)合性能。羥基磷灰石是白色粉末，屬于六方晶系，羥基磷灰石晶體結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)通道賦予了其良好的離子交換性能，并且羥基磷灰石具有多孔結(jié)構(gòu)，有很大的孔隙率，能吸附并且回收利用工業(yè)廢水中的多種重金屬離子、氟離子、有機(jī)染料分子，是一種具有很強(qiáng)吸附作用的吸附材料，且羥基磷灰石與環(huán)境協(xié)調(diào)性好，不易造成二次污染，是一種可廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理的新型環(huán)境吸附材料。
[0004]羥基磷灰石的常見(jiàn)的合成方法有沉淀法、水熱法、水解法、溶膠-凝膠法及固相合成法等。制備的原料主要有化學(xué)原料、動(dòng)物骨骼、珊瑚、貝殼、蛋殼等。本發(fā)明以工業(yè)生產(chǎn)及生活中廢棄的魚(yú)骨為原料，價(jià)格低廉，且綠色環(huán)保，選用合適的制備方法制備羥基磷灰石，不僅降低了羥基磷灰石的生產(chǎn)成本，而且又能使廢棄的魚(yú)骨得到循環(huán)利用，為魚(yú)骨的高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了新的途徑，從而實(shí)現(xiàn)資源的充分利用和可持續(xù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)便、高效、經(jīng)濟(jì)的以工業(yè)生產(chǎn)及生活中廢棄的魚(yú)骨為原料制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其原料來(lái)源豐富，資源利用率高，工藝流程簡(jiǎn)單、高效，有效降低了制備高比表面積羥基磷灰石的成本，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用、綠色環(huán)保。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其具體步驟如下:
收集生活中廢棄的魚(yú)骨，洗凈后的魚(yú)骨通過(guò)升溫到70?90°C，烘干4?24h，空冷至室溫的方法得到干魚(yú)骨;將卜10g干魚(yú)骨和5?30mL的蒸餾水混合倒入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，封緊后放置于160?220°C恒溫烘箱中，水熱反應(yīng)12?30h;將一次水熱反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾、洗滌至中性，后置于70?90°C烘干4?24h得到高比表面積羥基磷灰石。
[0007]所述魚(yú)骨包括f盧魚(yú)、鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、青魚(yú)、草魚(yú)和鳊魚(yú)的魚(yú)骨中的一種或者多種。
[0008]一種如上所述的方法制得的羥基磷灰石比表面積為166.57m2/g。
[0009]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明使用工業(yè)生產(chǎn)及生活中廢棄的魚(yú)骨為原料，價(jià)格低廉，且綠色環(huán)保，選用合適的制備方法制備了羥基磷灰石，降低了羥基磷灰石的生產(chǎn)成本；
(2)本發(fā)明使廢棄的魚(yú)骨得到循環(huán)利用，為魚(yú)骨的高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了新的途徑，從而實(shí)現(xiàn)資源的充分利用和可持續(xù)發(fā)展；
(3)制備過(guò)程無(wú)需高溫煅燒無(wú)需表面改性，所制備的羥基磷灰石比表面積大，活性強(qiáng)；
(4)制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，便于推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1實(shí)施例1制得的羥基磷灰石的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出羥基磷灰石特征衍射峰；
圖2實(shí)施例1制得的羥基磷灰石的掃描電子顯微圖，從圖中可以看出羥基磷灰石為顆粒狀，大小在200nm，孔隙多；
圖3實(shí)施例1制得的羥基磷灰石的氮吸附/脫附曲線，從圖中可知，隨著氮分壓的增加，吸附量逐漸增加，說(shuō)明其比表面積較大；
圖4實(shí)施例1制得的羥基磷灰石BJH孔徑分布圖。從圖可知，羥基磷灰石的平均孔徑在200nm左右；
圖5經(jīng)實(shí)施例1所制得的羥基磷灰石和常規(guī)羥基磷灰石對(duì)80mg/L剛果紅溶液(CR)的吸附情況的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0012]實(shí)施例1
收集生活中廢棄的魚(yú)骨，洗凈后的魚(yú)骨通過(guò)第一步升溫到80°C，烘干9 h，空冷至室溫的方法得到干魚(yú)骨，將2.4g干魚(yú)骨和14mL的蒸餾水混合倒入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，封緊后放置于200°C恒溫烘箱中，水熱反應(yīng)24h。將水熱反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾、洗滌至中性，后置于80°C烘干9 h得到高比表面積羥基磷灰石。
[0013]實(shí)施例2
收集生活中廢棄的魚(yú)骨，洗凈后的魚(yú)骨通過(guò)升溫到70°C，烘干24h，空冷至室溫的方法得到干魚(yú)骨;將lg干魚(yú)骨和5mL的蒸餾水混合倒入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，封緊后放置于160°C恒溫烘箱中，水熱反應(yīng)30h;將水熱反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾、洗滌至中性，后置于90°C烘干4h得到羥基磷灰石。
[0014]實(shí)施例3
收集生活中廢棄的魚(yú)骨，洗凈后的魚(yú)骨通過(guò)升溫到90°C，烘干4h，空冷至室溫的方法得到干魚(yú)骨;將10g干魚(yú)骨和30mL的蒸餾水混合倒入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，封緊后放置于220°C恒溫烘箱中，水熱反應(yīng)12h;將水熱反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾、洗滌至中性，后置于90°C烘干4h得到羥基磷灰石。
[0015]實(shí)施例4
分別稱取25mg實(shí)施例1制得的羥基磷灰石和常規(guī)羥基磷灰石置于50mL錐形瓶中，分別加入25mL預(yù)先配制好的80mg/L濃度的剛果紅溶液。錐形瓶置于恒溫磁力攪拌器下以240rpm的轉(zhuǎn)速振蕩，振蕩480min時(shí)間后離心分離取其上層澄清液，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定殘余剛果紅溶液在最大吸收峰497nm處的吸光度，利用吸附前后剛果紅溶液溶液濃度之差，計(jì)算羥基磷灰石對(duì)剛果紅吸附去除率;從圖中可知，本發(fā)明制得的羥基磷灰石相比常規(guī)羥基磷灰石對(duì)剛果紅溶液具有良好的吸附效果，表明其具有高比表面積。
[0016]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其特征在于:以魚(yú)骨為原料，洗凈后的魚(yú)骨烘干，將干魚(yú)骨和蒸餾水混合進(jìn)行水熱反應(yīng)，將一次水熱反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌至中性，烘干得到高比表面積羥基磷灰石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其特征在于:所述魚(yú)骨包括自盧魚(yú)、鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、青魚(yú)、草魚(yú)和鳊魚(yú)的魚(yú)骨中的一種或者多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其特征在于:洗凈后的魚(yú)骨烘干具體步驟為:通過(guò)升溫到70?90°C，保溫4?24 h，然后隨爐空冷至室溫，得到干魚(yú)骨。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其特征在于:所述的水熱反應(yīng)具體為:將1?10 g干魚(yú)骨和5?30 mL蒸饋水混合進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)的溫度為16(^220 °C，時(shí)間為12?30 h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法，其特征在于:水熱反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)洗滌后，置于70?90°C烘干4?24 h，得到高比表面積羥基磷灰石。6.—種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法制得的高比表面積羥基磷灰石，其特征在于:羥基磷灰石的比表面積為166.57m2/g。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用魚(yú)骨制備高比表面積羥基磷灰石的方法。本發(fā)明用魚(yú)骨為原料，洗凈后的魚(yú)骨在70~90℃下烘干4~24h，得到干魚(yú)骨；將1~10g干魚(yú)骨和5~30mL的蒸餾水混合，并于160~220℃進(jìn)行水熱處理12~30h。將水熱反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行抽濾、洗滌，置于70~90℃烘干4~24h得到比表面積為166.57m2/g的羥基磷灰石。本發(fā)明首次采用魚(yú)骨為原料水熱一步合成高比表面積羥基磷灰石，原料來(lái)源豐富、資源利用率高、工藝流程簡(jiǎn)單高效，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用、綠色環(huán)保，具有良好的工業(yè)前景和社會(huì)效益。
【IPC分類(lèi)】C01B25/32
【公開(kāi)號(hào)】CN105460912
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510892186
【發(fā)明人】陳奇?zhèn)d, 盧嫣, 楊云琿, 詹紅兵, 馮苗
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日