一种纳米过氧化钙的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米过氧化钙的制备方法及其应用，属于环境科学与工程技术领域。所述方法是以氯化钙和双氧水为原料，通过向氯化钙中添加分散剂和稳定剂，再添加双氧水进行反应，制备得到纳米过氧化钙；添加稳定剂是为了减少了H

Preparation and application of nanometer calcium peroxide

【技术实现步骤摘要】
一种纳米过氧化钙的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种纳米过氧化钙的制备方法及其应用，属于环境科学与工程

技术介绍
CaO2为白色或黄色的结晶粉末，无臭无味，且无毒无害，在很多领域都具有广泛的应用。在过去的一段时间里，CaO2在环境修复中是作为释氧剂来用于强化好氧生物的修复。近期一些研究表明CaO2具有较强的氧化有机污染物的能力，类似芬顿技术中利用Fe2+催化H2O2产生羟基自由基(·OH)的类Fenton技术作为一种不断被改进发展的高级氧化技术，以产生具有强氧化能力的自由基且无选择性的强氧化能力为特点而得到选择，其中CaO2因其具有缓慢释放H2O2且无毒无害等特点取代了H2O2的使用，开始得到更多的关注。在国外，已有利用CaO2与Fe2+联合作用修复污染场地，但目前还未有制备纳米过氧化钙(nCaO2)进行工程修复的案例。并且利用国内外现有的制备nCaO2的方法进行制备所得的粒径较大，更易团聚，特别是利用最为广泛的以氯化钙法为底物的制备方法中需要以一定速率缓慢添加H2O2的操作复杂，耗时更久，不利于大批量的制备。而普通市售CaO2纯度较低且分散性差。因此需要研发出分散性更好，比表面积更大，且操作更为便捷的制备方法。
技术实现思路
【技术问题】为了解决上述提到的问题，本专利技术以氯化钙法为底物，通过添加分散剂和稳定剂制备纳米过氧化钙，更快更方便的制备出纳米过氧化钙，得到的nCaO2纯度高、比面积大，粒径较小且更为均匀，分散性更好。【技术方案】本专利技术提供了一种制备纳米过氧化钙的方法，所述方法是以氯化钙为反应原料，通过向氯化钙中添加分散剂和稳定剂，再添加双氧水进行反应，制备得到纳米过氧化钙；添加稳定剂是为了减少了H2O2的分解，缩短反应时间，并增加纳米过氧化钙的比表面积。在本专利技术一种实施方式中，所述分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇200(PEG200)。在本专利技术一种实施方式中，所述稳定剂包括磷酸二氢钠(NaH2PO4)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)。在本专利技术一种实施方式中，所述分散剂与氯化钙的质量比为(0.05-0.2):1。在本专利技术一种实施方式中，所述稳定剂与氯化钙的质量比为(0.01-0.1):1。在本专利技术一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：在20-30℃条件下，先后向容器中加入氯化钙、氨水、稳定剂、分散剂，搅拌均匀后再加入H2O2，待溶液变为淡黄色粘稠液体时，加入沉淀剂是使CaO2沉淀，离心、洗涤、干燥得到纳米过氧化钙。在本专利技术一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：(1)在室温下，取一定量去离子水加入锥形瓶中，先后加入5g氯化钙(CaCl2)，15ml的1mol·L-1氨水，0.05-0.5g稳定剂：磷酸二氢钠(NaH2PO4)，0.1-1g分散剂：十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，搅拌均匀后放在磁力搅拌器上恒速搅拌。其中氨水溶液能中和生成的HCl，促进CaO2的生成。(2)搅拌均匀后，加入15ml质量分数为30％的H2O2，此时是由于稳定剂的加入减少了H2O2的分解，提高了H2O2的利用率和产物中CaO2的含量。溶液中发生反应CaCl2+H2O2→CaO2+2HCl；(3)待溶液变为淡黄色粘稠液体时，利用氨水溶液调节使CaO2沉淀，在离心状态下，将CaO2沉淀利用氨水溶液洗涤两次后再用无水乙醇清洗。(4)将CaO2沉淀放到真空干燥箱80°烘干2h至完全干燥，密封保存。本专利技术提供了一种上述方法制备得到的纳米过氧化钙。在本专利技术一种实施方式中，所述纳米过氧化钙的粒径为80-150nm，纯度为80％以上，比表面积为60m2/g以上。本专利技术提供了一种上述纳米过氧化钙在农业、食品、水产养殖、医疗、环境保护方面的应用。在本专利技术一种实施方式中，在环境保护方面的应用包括修复土壤、沉积物、地表水的污染和处理废水中的污染物。在本专利技术一种实施方式中，所述应用是采用上述纳米过氧化钙和Fe2+联合作用形成的类似芬顿技术进行处理。本专利技术还提供了一种去除双氯芬酸钠的方法，所述方法是采用CaO2/EDTA-Fe2+/DCF的类Fenton体系对含有双氯芬酸钠进行处理。在本专利技术一种实施方式中，所述CaO2、EDTA-Fe2+和DCF的摩尔比为16:8:1。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的制备方法仅需2h时间，而传统方法需要6h时间，本专利技术相较传统以氯化钙为底物的制备方法更为简单快速。(2)采用本专利技术方法制得的nCaO2纯度较高，可达82.6％，而市售的CaO2纯度为50～70％。(3)采用本专利技术方法所制得的nCaO2比表面积较大(64.2m2/g)，市售的CaO2比表面积约为3.7m2/g；比表面积增大可增加与污染物的接触，并提高了溶解度，从而提高反应速率缩短反应时间。(4)采用本专利技术方法所制得的nCaO2粒径为80-150nm，粒径较小且更为均匀，分散性更好；因此介质对它的截留效果小，在饱和多孔介质中具有更好的迁移性。附图说明图1为市售CaO2的扫描电镜图。图2为实施例1中制备的nCaO2的扫描电镜图。图3为对比例1中制备的nCaO2的扫描电镜图。图4为对比例2中制备的nCaO2的扫描电镜图。图5为对比例3中制备的nCaO2的扫描电镜图。图6为对比例4中制备的nCaO2的扫描电镜图。图7为实施例1中制备的nCaO2的XRD图，其中，PDF#03-0865为过氧化钙的标准衍射(PDF)卡片。图8利用紫外分光光度计法测得的六种CaO2释放H2O2的能力。图9为四种CaO2随时间的沉降性试验，其中，四个透明玻璃瓶中从左到右依次为市售CaO2、对比例4制得的CaO2、对比例1制得的CaO2、实施例1制得的CaO2。图10不同条件下DCF的降解效果。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本专利技术，不用于限制本专利技术。1、纳米过氧化钙的表面形貌测试：利用ZEISSGemini500场发射扫描电子显微镜(SEM)对市售过氧化钙和制备的纳米过氧化钙的表面形态进行对比，仪器的操作电压为1kV。2、利用X'PertPROMPD型X射线衍射仪测定过氧化钙的衍射图谱，扫描范围10～80°，扫描速度10°·min-1。3、比表面积测试：利用全自动三站比表面积和孔径分布仪BELSORP-Max测定过氧化钙的比表面积，测试前将样品置于120℃抽真空脱气3小时，再将处理好的样品置于液氮温度(-196℃)条件下进行N2吸附和脱附等温线的测定，最后采用BET(Brunauer-Emmett-Tellr)方程计算比表面积。4、粒径测试：通过Zeta电位及纳米粒度分析仪分析过氧化钙的粒径分布。5、CaO2的沉降性试验：具体操作步骤为：将0.02g所制得的CaO2置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备纳米过氧化钙的方法，其特征在于，所述方法是以氯化钙为反应底物，通过向氯化钙中添加分散剂和稳定剂，再添加双氧水进行反应，制备得到纳米过氧化钙。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备纳米过氧化钙的方法，其特征在于，所述方法是以氯化钙为反应底物，通过向氯化钙中添加分散剂和稳定剂，再添加双氧水进行反应，制备得到纳米过氧化钙。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇200。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稳定剂包括磷酸二氢钠或乙二胺四乙酸二钠。


4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述分散剂与氯化钙的质量比为(0.05-0.2):1。


5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述稳定剂与氯化钙的质量比为(0.01-0.1):1。


6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪恒锋，姜莹莹，阮文权，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32