一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，属于催化剂技术领域，按质量份计，包括催化剂粉末1份、浮石粉末2

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料


[0001]本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料。

技术介绍

[0002]有机肥是通过有机物质制成的肥料，包括人粪尿、厩肥、堆肥、绿肥、饼肥、沼气肥等，具有种类多、来源广、肥效较长等特点。工业上制备有机肥一般以禽畜粪便作为原料，但是在禽畜饲养过程中，为了减少其患病概率和加速生长，出现滥用抗生素的现象。抗生素在动物禽畜体内少部分被利用，大部分随着动物代谢被排出体外，从而存在其粪便中。这些含有大量抗生素的禽畜粪便被利用到有机肥中，会被植物吸收和流失到土壤中，会破坏到微生态平衡，也会使一些细菌产生耐药性，造成严重的污染问题。
[0003]有机肥堆肥是一种减少抗生素含量的有效途径，堆肥过程中可以通过光解、水解和微生物降解来除去大部分抗生素，不过需要较长的堆肥时间，同时残余的抗生素还是会对环境产生一定地影响。公告号为CN106946601的专利涉及禽畜粪便发酵堆肥的方法，通过在电解处理的条件下，使禽畜粪便与复合催化剂接触并进行发酵堆肥，使有机污染物在阳极发生氧化反应，达到去除抗生素的目的。
[0004]但是在大规模有机肥生产过程中，使用电解处理的方式反而导致生产效率下降，进而会导致成本增加，经济性不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，能够与含有禽畜粪便的有机肥共混使用，目的之一在于无需借助其他设备直接进行堆肥处理抗生素；其次在于该用于有机肥中抗生素处理的催化材料能够直接掺杂进有机肥中，无需后续处理，绿色环保。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，通过如下步骤进行制备：
[0008]步骤一：将尿素和羟基乙酸搅拌混合，在140
‑
150℃的条件下熔融后，在540
‑
550℃的条件下保温60
‑
90min，粉碎，得到石墨相氮化碳。
[0009]尿素和羟基乙酸的用量比为1g：10mg。
[0010]步骤二：将纳米二氧化钛粉末、石墨相氮化碳和去离子水搅拌混合并超声分散1
‑
2h，抽滤，将滤饼在550
‑
600℃和氮气保护的条件下保温1.5
‑
2h，粉碎，得到复合粉末；
[0011]纳米二氧化钛粉末、石墨相氮化碳和去离子水的用量比为4
‑
5g：5g：100
‑
150mL。
[0012]步骤三：将复合粉末加入质量分数为3％的硝酸银溶液中，超声分散20
‑
30min后加入质量分数为6％的碘化钾溶液，在黑暗条件下搅拌反应3
‑
4h，过滤，用去离子水洗涤2
‑
3次，干燥，得到催化剂粉末；
[0013]复合粉末、硝酸银溶液和碘化钾溶液的用量比为1g：40mL：20mL。
[0014]步骤四：将催化剂粉末和浮石粉末搅拌混合，加入粘合剂在1000
‑
1500r/min的条件下剪切混合，然后压制成直径为2
‑
5mm的颗粒，得到用于有机肥中抗生素处理的催化材料。
[0015]进一步地，催化剂粉末、浮石粉末和粘合剂的用量比为1g：2
‑
3g：1
‑
2g。
[0016]进一步地，粘合剂通过如下步骤制备：
[0017]步骤S1：将羧甲基纤维素钠用去离子水在45
‑
50℃的条件下搅拌溶解，在0℃的条件下加入吡咯，在400
‑
600r/min的条件下搅拌5
‑
10min，然后加入过硫酸钾作为引发剂，在0℃的条件下聚合反应12
‑
14h，得到改性聚吡咯溶液；
[0018]羧甲基纤维素钠、去离子水、吡咯和过硫酸钾的用量比为9
‑
10g：400mL：1.2
‑
1.5mL：12
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15mg。
[0019]步骤S2：将聚乙烯醇用去离子水在和90
‑
95℃的条件下搅拌溶解，得到质量分数为10％的聚乙烯醇溶液。
[0020]步骤S3：将瓜尔豆胶和质量分数为30％的双氧水在氮气保护、300
‑
500r/min和60
‑
65℃的条件下搅拌25
‑
30min，然后加入硅烷偶联剂在相同的条件下继续搅拌30
‑
40min，再加入过硫酸钾作为引发剂继续搅拌30
‑
40min，向体系中加入甲基丙烯酸甲酯，在60℃的条件下保压反应4
‑
5h，然后升高温度至80℃反应30
‑
40min，最后加入改性聚吡咯溶液和聚乙烯醇溶液，在300
‑
500r/min和75
‑
85℃的条件下搅拌30
‑
60min，蒸发水分调节粘度，得到粘合剂。
[0021]进一步地，粘合剂在25℃的条件下，粘度为1000
‑
1500cps。
[0022]进一步地，瓜尔豆胶、双氧水、硅烷偶联剂、过硫酸钾、甲基丙烯酸甲酯、改性聚吡咯溶液和聚乙烯醇溶液的用量比为100g：10g：0.6
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0.7g：4g：200
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220g：85
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100g：25
‑
30g。
[0023]进一步地，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH570。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术用于有机肥中抗生素处理的催化材料使用方便，直接与有机肥混合使用即可。石墨相氮化碳具有优异的电学性能和稳定性，将多孔的石墨相氮化碳作物载体吸附纳米二氧化钛，有利于电子转移形成电子
‑
空穴对，反应出的碘化银附着在载有纳米二氧化钛的石墨相氮化碳的表面，有助于增加催化剂粉末的稳定性；碘化银和二氧化钛在光照条件下得到激发，两者之间能够相互交错，促进光生电子和空穴的能力，从而有助于提高对抗生素的氧化降解能力。
[0026]该催化材料绿色环保，在堆肥使用过程中，轻质的浮石粉末作为填充材料，粘合剂将材料粘结，有助于压制成型；催化材料具有吸水性并能提高其内聚力不易崩解，其中的有机成分能够被微生物分解利用，最后与有机肥相容，无需分离催化材料。粘合剂主要为接枝改性的瓜尔胶，水溶性增强，粘度适中，有助于和粉末材料剪切混合；聚乙烯醇可以增加粘合剂的稳定性和粘度，有助于增加催化材料颗粒的粘结强度。聚吡咯在合成过程中加入羧甲基纤维钠，有助于增加各组分的分散性能，并且起到增稠作用，有助聚吡咯的稳定分散；聚吡咯能够增加催化材料的导电性，有助于提高光催化过程中电子传递效率，从而有助增加催化材料对抗生素的降解催化效果。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，其特征在于，按质量份计，包括催化剂粉末1份、浮石粉末2
‑
3份和粘合剂1
‑
2份；所述用于有机肥中抗生素处理的催化材料通过如下步骤制备：将催化剂粉末和浮石粉末搅拌混合，加入粘合剂在1000
‑
1500r/min的条件下剪切混合，然后压制成直径为2
‑
5mm的颗粒，得到用于有机肥中抗生素处理的催化材料。2.根据权利要求1所述的一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，其特征在于，所述催化剂粉末通过如下步骤制备：步骤一：将尿素和羟基乙酸搅拌混合，140
‑
150℃熔融后在540
‑
550℃保温60
‑
90min，粉碎，得到石墨相氮化碳；步骤二：将纳米二氧化钛粉末、石墨相氮化碳和去离子水搅拌混合并超声分散1
‑
2h，抽滤，将滤饼在550
‑
600℃和氮气保护的条件下保温1.5
‑
2h，粉碎，得到复合粉末；步骤三：将复合粉末加入质量分数为3％的硝酸银溶液中，超声分散20
‑
30min后加入质量分数为6％的碘化钾溶液，在黑暗条件下搅拌3
‑
4h，过滤，用去离子水洗涤2
‑
3次，干燥，得到催化剂粉末。3.根据权利要求2所述的一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，其特征在于，所述尿素和羟基乙酸的用量比为1g：10mg。4.根据权利要求2所述的一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛粉末、石墨相氮化碳和去离子水的用量比为4
‑
5g：5g：100
‑
150mL。5.根据权利要求2所述的一种用于有机肥中抗生素处理的催化材料，其特征在于，所述复合粉末、硝酸银溶液和碘化钾溶液的用量比为1g：40mL：20mL。6.根据权利要求1所述的一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光石，何捷，陈栋杰，杨勇，马俊彬，李进，汤文艳，刘远宏，
申请(专利权)人：湖南子宏生态科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：