CN101186720B

CN101186720B - 一种污水处理用聚乙烯醇发泡材料

Info

Publication number: CN101186720B
Application number: CN2007101353689A
Authority: CN
Inventors: 毕红; 贾莉莉
Original assignee: Anhui University
Current assignee: Anhui University
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: CN101186720A

Abstract

一种污水处理用聚乙烯醇发泡材料，是以聚乙烯醇、甲醛和淀粉为原料、硫酸为催化剂、硫酸钙为发泡剂制备的软质泡沫塑料，其特征是添加有碳纳米管和聚乙二醇一道发泡，使本发泡材料具有大孔径多孔结构，孔径范围0.05～1.0mm，吸水量为自重的4～6倍，特别是具有独特的吸附性能，能吸附废水中悬浮颗粒和污渍，并有脱除异味和脱色效果，从而用于污水处理，不仅可以处理生活废水，同时可以处理工业废水。

Description

一种污水处理用聚乙烯醇发泡材料

一、技术领域

本发明专利涉及一种特定用途的聚乙烯醇发泡材料，具体地说是一种污水处理用聚乙烯醇发泡材料。

二、背景技术

目前，国内外的聚乙烯醇发泡技术发展均比较成熟，国内已经公开的有关聚乙烯醇发泡材料制备方法的专利如下：

1、94102999.9，公开了一种医用卫生用聚乙烯醇发泡材料及其制备方法和用途，其特征在于原料中增加了乙二醛和采用碳酸氢钠为发泡剂，经聚合打泡铸型脱模，洗涤加工成型。

2、94112557.2，公开了一种聚乙烯醇缩醛胶棉的制造方法，是在PVA树脂的水溶液中加入表面活性剂、安定剂、发泡剂及甲醛混合均匀，加入酸催化剂并在50～60℃下混合均匀后注入模具中，在55～70℃下加热12小时，脱模后洗去未反应的甲醛和酸催化剂而成。

3、200410014019.8，公开了一种高吸水聚乙烯醇发泡体及其制备方法，由聚合度为2000～3200的高粘度的聚乙烯醇缩甲醛后发泡得到的连续开孔发泡体，吸水倍数8.6～32倍，容重30～105Kg/m³。本发泡体直接由聚乙烯醇、甲醛、酸和化学发泡剂混合后于50～60℃条件下固化成型。

4、200710026226.9，公开了一种淀粉和聚乙烯醇热塑性材料的制备方法，是将淀粉、聚乙烯醇、增塑剂、相容改性剂、其他助剂在高速搅拌机中混合5～10分钟，在温度120～140℃下用螺杆挤出机直接共混挤出造粒。

5、200620018546.0，公开了一种聚乙烯醇胶棉过滤元件，这种过滤元件采用聚乙烯醇胶棉材料为过滤体，其结构为圆筒形，滤筒内衬有内支撑管，都固定在支承座上。

6、200320123456.4，公开了一种清洁用聚乙烯醇海绵，其海绵表面设有凹凸相间的压花，凹凸相间的压花呈硬质。

7、200420080060.0，公开了一种擦车吸水两用聚乙烯醇清洁海绵，该发明是由聚乙烯醇颗粒和聚乙烯醇合成的鹿皮巾组成，聚乙烯醇合成的鹿皮巾中间设有聚脂布，由聚乙烯醇合成的鹿皮巾包裹聚乙烯醇颗粒组成擦车用清洁海绵。

8、200620055894.5，公开了一种聚乙烯醇吸水巾，包括泡浸抗菌防霉剂的本体，其中：本体由弹力基层和磨擦面层组成。

9、00109199.9，公开了一种聚乙烯醇杀菌材料的制备及其应用，该发明是于聚乙烯醇以甲醛缩醛化的制造过程中添加一种具有杂环的卤素胺化合物或其母体，使其成为具有杀菌效果的原料，其制程的步骤包括有：a.聚乙烯进行酸化水解；b.进行缩醛化；c.加入具有杂环的卤素胺化合物或其母体；d.形成聚乙烯醇杀菌材料的母体；e.卤素化。

10、99117740.1，公开了一种改性聚乙烯醇纤维及用于微生物固定的载体，该发明是一种含5至40％(重)的选自多元胺聚合物及多元羧酸聚合物，及任选0.01至10％(重)的电石细颗粒，并受到热处理的聚乙烯醇纤维。

综上所述，这些专利技术可以分为三类，一类是着眼于聚乙烯醇缩醛发泡材料和聚乙烯醇热塑性材料的制备方法(如：专利1-4)；一类是以聚乙烯醇海绵或聚乙烯醇缩醛为原料，在此基础上对其进行加工改造，使其具有另外的性质(如：专利5-9)；第三类是以聚乙烯醇为原料所合成的非泡沫材料(如：专利10)。其用途多为医用卫生、清洁、高吸水等，但没有用于污水处理的。

三、发明内容

本发明旨在提供一种用于污水处理的聚乙烯醇发泡材料，所要解决的技术问题是不仅具有强吸水性，而且能够通过吸附污渍实现净化除污。

本发明的思路是鉴于碳纳米管具有管状结构和大的比表面积，其高吸附能力和很高的表面活性，使它成为独特的多功能吸附剂。可以用碳纳米管对聚乙烯醇发泡材料进行改性。

本发明所称的污水处理用聚乙烯醇发泡材料也是由聚乙烯醇、甲醛和淀粉为原料经化学发泡法制备的软质泡沫塑料，与现有发泡材料的区别是加入碳纳米管一起发泡，也就是本发泡材料中含有碳纳米管，其含量为聚乙烯醇的4～20wt％，优选6～15wt％。

所谓软质泡沫塑料是指富有柔韧性，压缩硬度很小，应力解除后能恢复原状。为进一步改善柔韧性，还可以加入聚乙二醇一道发泡，也就是本发泡材料中含有聚乙二醇，其含量为聚乙烯醇的5～12wt％，优选6～10wt％。

所述的化学发泡就是公知的以硫酸为催化剂、碳酸钙为发泡剂所进行的发泡。

本发泡材料中由于添加了碳纳米管，其作为吸附剂、成核剂和泡沫稳定剂，使得本发泡材料具有大孔径的多孔结构，孔径范围0.05～1.0mm，吸水量达自重的4～6倍，特别是赋予本发泡材料具有独特的吸附性能，能吸附废水中的悬浮颗粒和污渍，并有脱除异味和脱色的效果，从而用于污水处理。试验表明，本发泡材料的净化去污能力，不仅可以处理城市生活废水和畜禽养殖废水，同时还可以处理工业废水，如电镀、纺织、印染、化工、制药等工业排放的废水，特别是不易生物处理的废水，并且可以回收废水中的贵金属、稀有金属等。此外本发泡材料还是杀菌药物的优良载体，适用于需要杀菌的场合。

四、附图说明

图1是本发泡材料的断面照片，大孔径多孔结构清晰可见。

五、具体实施方式

非限定实施例叙述如下：

1、本发泡材料的制备

将聚乙烯醇(分子量为70000～80000，型号PVA1788或1799，)和聚乙二醇(分子量4000～7000，添加量为聚乙烯醇的8wt％)于80℃去离子水中溶解，配置浓度为10wt％～20wt％的聚乙烯醇水溶液，室温、搅拌下加入淀粉(添加量为聚乙烯醇的67wt％)，搅拌均匀，得到白色混合液，然后加入碳纳米管(型号4060，深圳市纳米港有限公司出品，添加量为聚乙烯醇的8wt％)；高速搅拌，使碳纳米管在以上的混合物中分布均匀，外观黑色混合液；再依次加入40wt％～50wt％的硫酸溶液和30wt％～40wt％的甲醛溶液，高速搅拌均匀，最后加入碳酸钙粉末，慢速搅拌使反应物起泡。将反应物静置于室温环境中，待反应物脱水成型时，将其在45℃～55℃下烘8～36小时，取出，通过碱洗、水洗多次，再于45℃～55℃下烘干，即可得到含有碳纳米管4060的软质泡沫塑料。

2、应用实施例

(1)城市生活废水

自合肥王大郢污水处理场取城市生活废水，用本发泡材料一次吸附处理后达到2～3类废水标准，可用于景区观赏用水。

(2)工业废水

自合成氨厂取综合废水，悬浮物2200mg/L、色度550倍，用本发泡材料一次性吸附处理后，悬浮物和色度去除率均达90％以上，这两项指标达到二级排放标准，同时对废水中的COD和氨态氮也有一定的去除作用。

Claims

1.一种污水处理用聚乙烯醇发泡材料，是以聚乙烯醇、甲醛和淀粉为原料经化学发泡法制备的软质泡沫塑料，其特征在于：本发泡材料中含有碳纳米管和聚乙二醇，碳纳米管含量为聚乙烯醇的4～20wt％，聚乙二醇含量为聚乙烯醇的5～12wt％。

2.根据权利要求1所述的发泡材料，其特征在于：碳纳米管的含量为聚乙烯醇的6～15wt％。

3.根据权利要求1或2所述的发泡材料，其特征在于：聚乙二醇的含量为聚乙烯醇的6～10wt％。