[0006] 为解决现有的贻贝壳被大量废弃、并未得到有效合理的利用,并且现有的用以处理海洋有污染的除油材料存在容易产生次级污染、使用存在较大的局限性等一系列问题,本发明提供了一种利用贻贝壳制备磁性吸附材料的方法。本发明的目的在于:一、以贻贝壳为原料简单快速地制备能够用于海洋除油的磁性吸附材料;二、所制得的磁性吸附材料能够采用吸附的方式对油污进行处理,可以有效避免次级污染发生;三、磁性吸附材料在吸附油脂后方便回收,回收后容易分离出磁性材料和油脂。
[0007] 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
[0008] 一种利用贻贝壳制备磁性吸附材料的方法,
[0009] 所述方法包括以下步骤:
[0010] 以贻贝壳作为原料进行磨粉,将磨粉所得的贻贝壳粉加入至含有锰离子、铁离子和锌离子的盐溶液中进行吸附浸渍,随后过滤出贻贝壳粉并加入至含有碳酸根或碳酸氢根的沉积液中进行共沉积,过滤出固态的粉料后进行煅烧处理即可得磁性吸附材料。
[0011] 贝类动物贝壳的生长需要其壳蛋白的分泌,因此贻贝壳上实际上也存在着约5~10wt%的蛋白质成分,蛋白质成分能够对盐溶液中的锰离子、铁离子和锌离子进行捕集和吸附,并且磨粉后贻贝壳本身的孔隙也能够有效吸附盐溶液,因此在浸渍过程中锰离子、铁离子和锌离子会吸附至贻贝壳粉上,随后再加入至沉积液中进行金属离子的共沉积,使得金属离子形成碳酸盐沉积、生长在贻贝壳粉表面,最后进行煅烧处理能够贻贝壳粉表面生长一层金属化合物材料层,并且在煅烧过程中蛋白质和碳酸钙及沉积形成的金属化合物会发生分解,形成具有丰富孔隙的氧化钙骨架,并在氧化钙骨架表面形成锰锌铁氧体磁性材料层,形成磁性吸附材料。
[0012] 作为优选,
[0013] 所述盐溶液中锰离子、铁离子和锌离子的摩尔比为(45~55):(40~60):20。
[0014] 采用上述摩尔比的锰离子、铁离子和锌离子有利于磁性材料的形成。
[0015] 作为优选,
[0016] 所述盐溶液中锰离子、铁离子和锌离子的总摩尔浓度为0.5~1.5mol/L。
[0017] 金属离子的总浓度过高容易导致煅烧过程中在贻贝壳粉表面形成较厚且致密的磁性金属材料层,使得贻贝壳粉本身的煅烧分解受限,使其在煅烧后孔隙率仍较低,而金属离子浓度过低则容易造成难以形成磁性材料层。
[0018] 作为优选,
[0019] 所述沉积液为碳酸铵或碳酸氢铵的饱和溶液。
[0020] 饱和碳酸铵或饱和碳酸氢铵溶液均能够实现良好的沉积效果,并且容易配制、成本低廉。
[0021] 作为优选,
[0022] 在制备过程中,以一次吸附浸渍和一次共沉积为一个循环,总共进行3~5个循环。
[0023] 进行多个循环能够形成更厚的磁性材料层、增大最终产物磁性吸附材料的颗粒大小,方便磁性吸附材料的回收,并且多层的磁性材料层在煅烧过程中也能够形成气孔,用于吸附油脂,提高油脂吸附效率。
[0024] 作为优选,
[0025] 所述吸附浸渍在40~60℃条件下进行,持续5~10min;
[0026] 所述共沉积置于5~10℃条件下进行,持续5~10min。
[0027] 吸附浸渍进行低温加热,能够提高吸附浸渍的效率,共沉积在较低温的环境下进行,能够提高沉积效率和沉积效果。
[0028] 作为优选,
[0029] 所述煅烧处理依次由预煅烧处理和高温煅烧处理组成;
[0030] 所述预煅烧处理温度为600~900℃,煅烧时间为2~4h;
[0031] 所述高温煅烧处理温度为1100~1200℃,煅烧时间为5~8h。
[0032] 在预煅烧处理过程中能够首先将形成锰锌铁氧体磁性材料层,并将碳酸钙分解为氧化钙、蛋白质完全分解。后续的高温煅烧处理主要对磁性材料层进行处理,进行高温煅烧后提高其磁导率,即磁性能,使其更方便回收。
[0033] 本发明的有益效果是:
[0034] 1)制备方法简洁高效;
[0035] 2)能够对贻贝壳进行有效合理的回收利用;
[0036] 3)所形成的磁性吸附材料能够实现良好的油污吸附效果,并且方便回收。