CN102380356B - 一种吸附剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸附剂的制备方法以及通过该方法制成的吸附剂，通过该方法制成的吸附剂可对地下水中环境激素类有机污染物产生强烈吸附，吸附之后则能使污染物缓慢释放，从而导致环境激素类物质进入水溶液困难，降低其被环境中生物体摄取、降解的能力，并且能实现吸附剂上EDCs降解削减、矿化和吸附剂的再生循环，从而达到对污染地下水进行原位修复的效果。

Description

一种吸附剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污染水的处理，尤其涉及一种吸附剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着工农业生产的发展，尤其是有机合成化工、石油化工、农药及杀虫剂的迅速发展，越来越多的污染物进入土壤和水体，导致了饮用水水质的急剧恶化。其中环境激素类物质(EDCs)对水质的影响越来越大。环境激素是一类具有典型的憎水亲脂特性的污染物，易吸附于含水层骨架及土壤颗粒上，在环境中不易为生物降解，对人和动物的健康能产生严重威胁。其通过食物链在脂肪中积累，可能导致免疫系统、内分泌系统、荷尔蒙、生殖系统疾病，并诱发癌症。这些环境激素包括多氯化联(二)苯(PCBs)、二氧(杂)芑、五氯苯酚(PCP)、全氯乙烯(PCE)、三氯乙烯(TCE)、1，1，1-三氯乙烷(1，1，1-TCA)以及甲苯、多环芳烃(PAHs)、废酸、废碱、焦油酸等等。地下水环境激素污染已经受到国际水文地质、环境地质和环境工程专业工作者的高度重视，并成为亟待解决的问题。

上述污染物一旦进入地下含水层中就很难去除，因此需要提供一种吸附剂及其制备方法以去除被污染环境中的环境激素的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)取化石燃料的不完全燃烧得到的烟灰、煤颗粒或者其混合物作为第一混合物；

2)将导电纳米二氧化硅粉、沸石按1.5∶1的比例混合均匀以得到第二混合物；

3)将在该步骤2)中得到的该第二混合物与在该步骤1)中得到的该第一混合物按1∶1的比例混合均匀并放入球磨机中球磨以得到第三混合物；

4)将4％的硅酸钠和1％的聚乙烯醇溶解于离子水中，制成溶液；

5)将在该步骤3)中球磨后的该第三混合物放入造粒机中，并在造粒机旋转时喷入该步骤4)中的该溶液，制成直径10毫米至30毫米的颗粒；

6)将该步骤5)中制成的该颗粒放入恒温干燥箱中进行烘干；

7)将该步骤6)烘干后的该颗粒进行焙烧，并热活化1-5小时，自然冷却后取出。

优选地，上述步骤6)中烘干的温度为500度。

优选地，上述步骤7)中的热活化为2小时。

本发明还公开了一种根据上述方法所制成的吸附剂，该吸附剂为颗粒状。

优选地，该吸附剂具有高的表面粗糙度。

本发明的吸附剂可对地下水中环境激素类有机污染物产生强烈吸附，吸附之后则能使污染物缓慢释放，从而导致环境激素类物质进入水溶液困难，降低其被环境中生物体摄取、降解的能力，并且能实现吸附剂上EDCs降解削减、矿化和吸附剂的再生循环，从而达到对污染地下水进行原位修复的效果。

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

附图说明

无。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本方法利用GC类吸附剂对上述污染物进行吸附，使土壤或沉积物中的污染物在土壤或沉积物与GC类吸附剂之间重新再分配，分配的结果使得土壤或沉积物中污染物浓度降低，只残留生物摄取极为困难的部分，以此达到对污染物清除的目的。对于GC类吸附剂，由于其强烈的吸附和缓慢的释放作用，被吸附污染物的生物摄取也非常困难，这样达到治理的目的。

以下说明上述吸附剂的制备工艺：

1)取化石燃料的不完全燃烧得到的烟灰、煤颗粒或者其混合物若干，为了避免混淆，上述混合物也称为第一混合物，在本发明中定义其为GC；

2)将导电纳米二氧化硅粉、沸石按1.5∶1的比例混合均匀，该混合物称为第二混合物；

3)将在2)步骤中得到的第二混合物与在1)步骤中得到的第一混合物按1∶1的比例混合均匀并放入球磨机中球磨，第一混合物和第二混合物混合后称为第三混合物；

4)利用硅酸钠作为粘结剂、聚乙烯醇为增孔剂，将4％粘结剂和1％增孔剂溶解于离子水中，制成溶液；

5)将在3)中球磨后的第三混合物放入造粒机中，并在造粒机旋转时喷入步骤4)中所配溶液，边加入溶液边旋转，制成直径10-30mm的颗粒；

6)将制成的颗粒放入恒温干燥箱中，进行烘干。较佳地，在105度烘干；

7)将颗粒放入箱形电阻炉，在大约500℃下焙烧，并热活化1-5小时，较佳地热活化2小时，自然冷却后取出，制得本发明的GC吸附剂颗粒。

本发明还公开了一种以上述方法制得的吸附剂。

本发明的新型吸附剂，由于其强烈的吸附和缓慢的释放作用，被吸附的污染物的生物摄取也非常困难，地下水或沉积物和所投加的吸附剂中污染物的释放速度等于或小于污染物的降解速度，达到治理的目的。同时由于本发明的吸附剂具有导电的特性，当吸附剂吸附容量达到饱和后，通过电催化使之降解为二氧化碳、水和其他矿物盐，实现吸附剂上EDCs降解削减、矿化和吸附剂的再生循环，从而达到对污染地下水进行原位修复。

以下说明根据本发明的吸附剂的效果。

(1)该吸附剂可对地下水中环境激素类有机污染物产生强烈吸附，吸附之后则能使污染物缓慢释放，从而导致环境激素类物质进入水溶液困难，降低其被环境中生物体摄取、降解的能力；同时吸附剂中没有释放的坏境激素类分子在很长的一段时间内都不能被生物体摄取和降解，从而致使污染物的生物可利用率大大降低，达到原位修复的目的。

(2)本吸附剂粒子可以导电，可对吸附在其上的有机物质进行电化学氧化降解，通过电催化产生的HO诱发一系列的自由基链反应，攻击吸附剂上吸附的EDCs及水体中的EDCs，使之降解为二氧化碳、水和其他矿物盐，实现吸附剂上EDCs降解削减、矿化和吸附剂的再生循环，从而达到对污染地下水进行原位修复。

(3)本吸附剂表面粗糙度高、表面有微孔有效孔容大、吸附容量大，效果好。

本发明的吸附剂适用于地下水中环境激素类污染的原位修复处理，特别适用于修复地下水的原位修复反应器。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (4)

1.一种吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1)取化石燃料的不完全燃烧得到的烟灰、煤颗粒或者其混合物作为第一混合物；

2)将导电纳米二氧化硅粉、沸石按1.5∶1的比例混合均匀以得到第二混合物；

3)将在所述步骤2)中得到的所述第二混合物与在所述步骤1)中得到的所述第一混合物按1∶1的比例混合均匀并放入球磨机中球磨以得到第三混合物；

4)将4％的硅酸钠和1％的聚乙烯醇溶解于离子水中，制成溶液；

5)将在所述步骤3)中球磨后的所述第三混合物放入造粒机中，并在造粒机旋转时喷入所述步骤4)中的所述溶液，制成直径10毫米至30毫米的颗粒；

6)将所述步骤5)中制成的所述颗粒放入恒温干燥箱中进行烘干；

7)将所述步骤6)烘干后的所述颗粒进行焙烧，并热活化1-5小时，自然冷却后取出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7)中的热活化为2小时。

3.一种根据权利要求1-2中任一项所述制备方法所制成的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂为颗粒状。

4.根据权利要求3所述的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂具有高的表面粗糙度。