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如何利用鸡蛋壳制备过氧化钙? 1

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我国作为一个产蛋大国,所产生的大量蛋壳常作为废品扔掉,将鸡蛋壳用作制备过氧化钙的原料,可变废为宝。


背景:过氧化钙(CaO2)由于具有稳定性好,无毒,且具有长期放氧的特点,使其成为一种应用广泛的多功能的无机过氧化物。广泛应用于环境保护,农业种植,水产养殖,食品加工,冶金工业等各个领域。例如,面团调节剂,淀粉改性剂,种子消毒剂,药物制造,油脂漂白及高温氧化剂,还可用于日化行业做牙齿清洁剂、家用消毒除臭剂等。

鸡蛋壳是一种宝贵的天然生物资源,我国作为一个产蛋大国,蛋产量连年居世界首位,所产生的大量蛋壳往往作为废品扔掉,不仅污染环境,而且也是资源的无端浪费。鸡蛋壳中CaCO3的含量高达 90%,与其他钙源相比,具有很高的再生利用价值,而且受环境污染较少,重金属含量极其痕量,如果用作新型钙制剂的原料,就可变害为利,变废为宝


制备:

1. 方法一

1)原料的预处理

将收集到的鸡蛋壳用清水洗净,经人工去除壳膜后放入温度为110℃的恒温干燥箱中干燥60 min,接着将其转入陶瓷研钵中进行研磨,经过筛得到粒径≤150μm原料,储存于干燥试剂瓶中备用。


2)过氧化钙的制备方法

称取2.0 g已预处理的鸡蛋壳粉,缓慢加入盛有 30 mL盐酸和10 mL水的烧杯(250 mL)中,并不断搅拌,待体系无气泡产生后,向其滴加一定量的氨水和含有稳定剂的双氧水或纯的双氧水。达到反应所规定时间时停止搅拌,陈放20 min后进行抽滤和洗涤,得到的固体先在60℃下低温干燥30 min,再在140℃条件下干燥60 min,最终得到产品。


2. 方法二

1)鸡蛋壳的预处理

鸡蛋壳内壁有一层蛋白薄膜,在进行反应之前应尽量去除。称取7 g干燥的鸡蛋壳于研钵中,尽量研碎,转入250 mL烧杯中,加入大量自来水,并用玻璃棒剧烈搅拌冲洗,使得鸡蛋壳和膜的碎屑分离,趁膜的碎屑悬浮在水中时用倾析法倾出。重复此洗涤操作数次至水澄清无明显杂质,然后将水倾出。


2)鸡蛋壳制备氯化钙溶液

往洗净的鸡蛋壳里边搅拌边滴加17 mL 6 mol?L? 1 HCl,滴加完毕后,搅拌的同时温热反应10 min,然后加热至沸,待小泡沫消除并形成较多大气泡时停止加热。冷却后抽滤,滤液转入100 mL烧杯,滤渣用30 mL纯水分数次洗涤并抽滤,合并滤液,得CaCl2溶液。


3)过氧化钙的制备

10 mL 30% H2O2溶液与10 mL浓氨水混合,并加入l mL乙醇和0.2 g Ca3(PO4)2 (反应过程中加入微量Ca3(PO4)2及少量乙醇,可以增加CaO 2的化学稳定性,从而提高产率)。用冰水分别冷却氯化钙溶液和双氧水-氨水溶液,待冷却至10 以下后,在剧烈搅拌和继续冰冷条件下将双氧水-氨水溶液缓慢滴加至氯化钙溶液中。滴加完毕后停止搅拌,继续用冰水冷却约30 min。抽滤,并用少量冰水洗涤3次,抽干后,在120 的烘箱中干燥0.5 h左右,冷却,即得


3. 方法三

1)鸡蛋壳预处理

将收集好的未焙烧鸡蛋壳洗净,分出一部分去掉内膜,用托盘将鸡蛋壳放入远红外快速干燥箱中,80℃干燥120 min,然后取出鸡蛋壳。将干燥好的鸡蛋壳用多功能粉碎机进行粉碎, 全部过筛除去较大的鸡蛋壳颗粒,最后得到大小相等、颗粒均匀的鸡蛋壳细粉,放入密封袋中备用。


2)过氧化钙的制备

原理:以鸡蛋壳为原料,用盐酸(36%~38%)分解后得到钙溶液,在NH3·H2O环境中与H2O2反应制备得到CaO2产品。


称取2.0 g预处理好的鸡蛋壳粉于250 mL烧杯中,缓慢加入30 mL(1.24 mol/L)盐酸和10 mL去离子水,并不断搅拌,等到没有气泡产生时,向其中加入8 mL氨水和25 mL 30%的过氧化氢。反应30 min后停止搅拌,静置25 min,然后进行抽滤和洗涤,得到的白色固体首先在60℃低温干燥60 min,然后在140℃干燥60 min,最终制得白色粉末状过氧化钙样品。


参考文献:

[1]闫宗兰,杨福生,赵鹏英等. 厨余垃圾鸡蛋壳制备过氧化钙在水果保鲜中的应用研究 [J]. 湖北农业科学, 2020, 59 (17): 128-131. DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.17.029.

[2]彭敏,石建新,王周等. 过氧化钙制备实验的改进——以鸡蛋壳为原料 [J]. 大学化学, 2019, 34 (09): 91-94.

[3]周绿山,钱跃,何畔等. 鸡蛋壳常温制备过氧化钙的工艺研究 [J]. 无机盐工业, 2016, 48 (10): 60-62.

[4]田丽萍,晏青,周春阳等. 利用鸡蛋壳制备过氧化钙的工艺研究 [J]. 浙江化工, 2012, 43 (12): 24-26.

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