貝殼由軟體動(dòng)物的外套膜分泌形成,由占重95%的碳酸鈣晶體和5%的有機(jī)基質(zhì)構(gòu)成,是天然的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料。貝殼的成分組成和微觀結(jié)構(gòu)決定由其加工得到的貝殼粉具備吸附性、抗菌性、親和性等一系列優(yōu)良特性,近幾年被廣泛應(yīng)用于建材、化工、醫(yī)藥、環(huán)保、新材料等多個(gè)領(lǐng)域。
催化劑
相比于均相催化酯交換反應(yīng),非均相催化酯交換反應(yīng)能從反應(yīng)后的混合物中分離并循環(huán)使用,同時(shí)避免均相催化反應(yīng)中乳化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。有研究發(fā)現(xiàn),以貝殼粉為載體的合成負(fù)載型堿催化劑抗酸、抗水、比表面積大,在合成脂肪酸甲酯的反應(yīng)中具有很高的催化活性。
此外,廢棄貝殼可用于制備貝殼基光催化材料。以珍珠貝貝殼作為載體,煅燒活化后采用水解法制備的復(fù)合材料對(duì)紫外光和可見光均有良好的吸收效果。
建筑材料
貝殼粉作為天然生物礦化材料,在建筑材料領(lǐng)域用途廣泛,如制備具有阻燃、抗堿、抗龜裂、耐洗刷等多種特性的綠色多功能貝殼粉體涂料。也可按照一定比例替代砂石,作為細(xì)骨料制備砂漿,在不損害材料力學(xué)強(qiáng)度的前提下節(jié)約建筑成本,衍生新貝殼粉壁材。可將貝殼粉以一定的比例添加到水泥基材,提升水泥的水化作用,以獲得較多的水化產(chǎn)物。可通過高溫煅燒使貝殼的主要成分碳酸鈣分解成氧化鈣,進(jìn)一步和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,燒制膠凝材料石灰。
土壤改良劑
貝殼粉中富含碳酸鈣,可使土壤中的重金屬離子以碳酸鹽的形式沉淀,從而達(dá)到改良和凈化土壤的目的。將貝殼粉作為土壤調(diào)理劑與有機(jī)肥配合施用,可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,防止土壤鹽漬化。
殺菌劑和保鮮劑
貝殼在高溫煅燒后對(duì)多種細(xì)菌有殺菌作用。貽貝、文蛤、縊蛭等貝殼的煅燒粉對(duì)沙門氏菌、副溶血弧菌、金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌有殺菌與抑菌效果。用微納米紫貽貝殼粉、海藻酸鈉和羧甲基纖維素鈉制備微納米紫貽貝殼粉水產(chǎn)保鮮劑可抑制帶魚脂肪氧化的速率和微生物的生長(zhǎng),以及胺類化合物的產(chǎn)生,常用于對(duì)帶魚保鮮。
有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料
以貝殼為無機(jī)相制備的復(fù)合材料具有良好的機(jī)械特性,在采用硬脂酸鈉對(duì)貝殼粉進(jìn)行改性后,可用機(jī)械共混法制備貝殼粉/聚乙烯復(fù)合材料,當(dāng)填充貝殼粉的細(xì)度、比例適中時(shí),材料的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度均有大幅度的提高。
動(dòng)物飼料和人體補(bǔ)鈣劑
貝殼中含有大約30種礦物活性元素,10余種氨基酸、多肽、膠原等,將貝殼粉作為飼料添加劑的效果優(yōu)于石灰石粉、蛋殼粉等,可促進(jìn)畜禽骨骼生長(zhǎng)和血液循環(huán),提高蛋奶的質(zhì)量和產(chǎn)量。此外,貝殼粉因無毒、分散性優(yōu)良等特點(diǎn),常用作多種禽畜藥物的優(yōu)良載體。
貝殼粉還可為人體提供鈣元素,將扇貝殼加工成離子生物鈣可使人體對(duì)鈣元素吸收最大化,對(duì)骨骼生長(zhǎng)的促進(jìn)作用明顯優(yōu)于碳酸鈣。
廢水處理劑和氣體吸附劑
貝殼內(nèi)部具有眾多互相連通的孔道,經(jīng)處理可獲得不同功能的孔穴結(jié)構(gòu),使其具有較強(qiáng)的吸附能力、交換能力和催化分解能力,從而可以吸附水中的硼、有機(jī)磷、重金屬、亞甲醛藍(lán)等成分,澄清水質(zhì)。用貝殼粉處理養(yǎng)殖用水可有效改善水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境,增加水產(chǎn)品的食品安全性。
在煙氣凈化過程中,貝殼與石灰石在脫硫性能上有相似之處,但貝殼的微孔結(jié)構(gòu)更好,鈣利用率較高,有利于脫硫劑完全反應(yīng)。
貝殼韌性好、強(qiáng)度高,其中的多糖、蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)對(duì)無機(jī)相的形成具有調(diào)控、指導(dǎo)作用,可通過裂紋偏轉(zhuǎn)、纖維拔出、有機(jī)基質(zhì)橋聯(lián)等增殖機(jī)制使相鄰片層相互嵌補(bǔ),使得貝殼具有很高的強(qiáng)韌性。此外,貝殼中還含有少量的鉀、鈉、鎂、鐵、鋅、硒等元素的無機(jī)鹽,極大地豐富了貝殼材料的利用價(jià)值。
來源:中國(guó)粉體網(wǎng)
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