CN103623618A - 一种以石英砂为载体的疏水性滤料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以石英砂为载体的疏水性滤料及其制备方法，以解决目前纤维滤料存在的易腐烂、使用周期短、反冲洗效果差的问题。该疏水性滤料以石英砂为载体的疏水性滤料，由石英砂及附着于其表面的钛酸酯偶联剂DN101组成。其制备方法步骤为：石英砂经筛选、浸泡、清洗、烘干后，与经过醇解的钛酸酯偶联剂DN101进行反应，使钛酸酯偶联剂的疏水基团接枝于石英砂表面，然后清洗烘干，制备成疏水性滤料。本发明将亲水性石英砂被改性成为疏水性滤料，产品具有强度高、疏水性强的效果。

Description

一种以石英砂为载体的疏水性滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种应用于废水处理工艺中的改性滤料及其制备方法，特别是涉及一种处理含油废水的以石英砂为载体的疏水性滤料。
背景技术
石油、化工等行业在生产过程中凡是直接与油类接触的用水,都含有油。一般情况下,含油废水的含油量为几十到几千mg/L,有的甚至高达数万 mg/L。在众多含油废水处理技术中,过滤技术具有处理效果较好、工艺成熟、投资费用低等优点，常作为废水的深度处理单元。但常用的过滤介质石英砂滤料非极性弱,亲水性较强，对油类污染物去除效果有待进一步提高。一般来说，若滤料的亲水性越强，则过滤除油效率越差，反之，若滤料的疏水性越强，则过滤除油效果效率越好。因此为了改善处理效果，确保含油废水的出水水质，人们在寻求疏水亲油性滤料，例如疏水性植物纤维滤料，人工改性的陶粒滤料等。但是纤维滤料具有容易腐烂、使用周期短、反冲洗效果差等缺点，而人工改性陶粒滤料稳定性差，机械强度不高。
为此，研制一种具有强度高、疏水性强的颗粒滤料，已成为保证含油废水深度处理出水水质的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种以石英砂为载体的疏水性滤料，以解决目前纤维滤料存在的易腐烂、使用周期短、反冲洗效果差的问题。
本发明的另一个目的是提供一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法。
本发明的技术方案是：一种以石英砂为载体的疏水性滤料，由石英砂及附着于其表面的钛酸酯偶联剂DN101组成。
 一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其步骤为：
（1）将石英砂滤料进行筛选、浸泡、清洗、烘干；
（2）采用钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液进行表面改性，使钛酸酯偶联剂通过化学反应接枝于石英砂表面；
（3）将改性后的石英砂用水浸泡后用水反复清洗，最后烘干得终产品。
优选的，所述步骤（1）具体过程为：筛选出粒径为0.5—2.0mm的石英砂滤料，用去离子水煮沸10—40min，再用自来水反复清洗至不再浑浊为止，之后在真空干燥箱中于105—115℃温度下烘干8—15 h；冷却后再将石英砂滤料先在浓度为0.5—2mol/L的硝酸溶液中浸泡8—15h，然后在的无水乙醇中浸泡8—15h，或者先在无水乙醇中浸泡8～15h，然后在浓度为0.5—2mol/L的硝酸溶液中浸泡8—15h，最后水洗烘干。
优选的，所述步骤（2）中的钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的制备是具体过程为，采用异丙醇作为溶剂，以钛酸酯偶联剂DN101作为溶质，在恒温水浴15-25℃下搅拌混合醇解制得。
优选的，所述步骤（2）中钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的改性方法具体过程为：将钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液与预处理后的石英砂滤料按体积比1:1—1:3混合，置于105—115℃恒温水浴锅中，电动搅拌10—18min后取出，在90—110℃下干燥2—4h。
优选的，所述的钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的体积浓度为10—18%。
优选的，所述步骤（3）具体过程为，将改性后的石英砂用水浸泡12—24h后用水反复清洗，最后在90—110℃下烘干得终产品。
步骤（1）的目的是选择合适粒径的石英砂滤料，并去除石英砂滤料表面的杂质，以免杂质对步骤（2）的化学反应产生影响。
本发明中钛酸酯偶联剂DN101的学名为：异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯，分子式为C55H111O9 PTi，遇醇醇解并生成羟基，醇解后的钛酸酯偶联剂生成的羟基与石英砂表面的羟基发生缩合反应从而将疏水性的基团接枝到了石英砂表面。通过以上反应，亲水性石英砂被改性成为疏水性滤料，本发明滤料产品具有强度高、疏水性强的效果。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明专利，但并不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：本发明以石英砂为载体，采用钛酸酯偶联剂DN101对其进行疏水性改性，其工艺步骤如下：
（1）石英砂滤料的筛选、浸泡、清洗和烘干：
用不锈钢钢筛筛选出粒径为1.0mm的石英砂滤料，用去离子水煮沸30min，再用自来水反复清洗至不再浑浊为止，之后在真空干燥箱中于110℃温度下烘干12 h；冷却后再将石英砂滤料先在浓度为1mol/L的硝酸溶液中浸泡12h，然后在的无水乙醇中浸泡12h，最后水洗烘干；
（2）采用钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液进行表面改性，使钛酸酯偶联剂通过化学反应接枝于石英砂表面，具体过程如下：
将钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液与预处理后的石英砂滤料按体积比1:2混合，置于110℃恒温水浴锅中，电动搅拌15min后取出，在100℃下干燥2.5h;
其中钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的制备是具体过程为，采用异丙醇作为溶剂，以钛酸酯偶联剂DN101作为溶质，在恒温水浴20℃下搅拌混合醇解制得，钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的体积浓度为15%;
（3）将改性后的石英砂用水浸泡20h后用水反复清洗，最后在100℃下烘干得终产品。
实施例2：本发明以石英砂为载体，采用钛酸酯偶联剂DN101对其进行疏水性改性，其工艺步骤如下：
（1）石英砂滤料的筛选、浸泡、清洗和烘干：
用不锈钢钢筛筛选出粒径为0.5mm的石英砂滤料，用去离子水煮沸10min，再用自来水反复清洗至不再浑浊为止，之后在真空干燥箱中于105℃温度下烘干8 h；冷却后再将石英砂滤料先在无水乙醇中浸泡8h，然后在浓度为0.5mol/L的硝酸溶液中浸泡8h，最后水洗烘干;
（2）采用钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液进行表面改性，使钛酸酯偶联剂通过化学反应接枝于石英砂表面，具体过程如下：
将钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液与预处理后的石英砂滤料按体积比1:1混合，置于105℃恒温水浴锅中，电动搅拌10min后取出，在90℃下干燥2h；
其中钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的制备是具体过程为，采用异丙醇作为溶剂，以钛酸酯偶联剂DN101作为溶质，在恒温水浴15℃下搅拌混合醇解制得，钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的体积浓度为10%；
（3）将改性后的石英砂用水浸泡12h后用水反复清洗，最后在90℃下烘干得终产品。
实施例3：本发明以石英砂为载体，采用钛酸酯偶联剂DN101对其进行疏水性改性，其工艺步骤如下：
（1）石英砂滤料的筛选、浸泡、清洗和烘干：
用不锈钢钢筛筛选出粒径为2.0mm的石英砂滤料，用去离子水煮沸40min，再用自来水反复清洗至不再浑浊为止，之后在真空干燥箱中于115℃温度下烘干15 h；冷却后再将石英砂滤料先在浓度为2mol/L的硝酸溶液中浸泡15h，然后在的无水乙醇中浸泡15h，最后水洗烘干；
（2）采用钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液进行表面改性，使钛酸酯偶联剂通过化学反应接枝于石英砂表面，具体过程如下：
将钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液与预处理后的石英砂滤料按体积比1:3混合，置于115℃恒温水浴锅中，电动搅拌18min后取出，在110℃下干燥4h；
其中钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的制备是具体过程为，采用异丙醇作为溶剂，以钛酸酯偶联剂DN101作为溶质，在恒温水浴25℃下搅拌混合醇解制得，钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的体积浓度为18%;
（3）将改性后的石英砂用水浸泡24h后用水反复清洗，最后在110℃下烘干得终产品。
本发明实施例均能制得具有强度高、疏水性强的颗粒滤料，尤其以实施例1的产品质量最好。

Claims (7)

1.一种以石英砂为载体的疏水性滤料，其特征是：它由石英砂及附着于其表面的钛酸酯偶联剂DN101组成。
2.一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其特征是其步骤为：
（1）将石英砂滤料进行筛选、浸泡、清洗、烘干；
（2）采用钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液进行表面改性，使钛酸酯偶联剂通过化学反应接枝于石英砂表面；
（3）将改性后的石英砂用水浸泡后用水反复清洗，最后烘干得终产品。
3.根据权利要求2所述一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其特征是：所述步骤（1）具体过程为：筛选出粒径为0.5—2.0mm的石英砂滤料，用去离子水煮沸10—40min，再用自来水反复清洗至不再浑浊为止，之后在真空干燥箱中于105—115℃温度下烘干8—15 h；冷却后再将石英砂滤料先在浓度为0.5—2mol/L的硝酸溶液中浸泡8—15h，然后在的无水乙醇中浸泡8—15h，或者先在无水乙醇中浸泡8—15h，然后在浓度为0.5—2mol/L的硝酸溶液中浸泡8—15h，最后水洗烘干。
4.根据权利要求2或3所述的一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中的钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的制备是具体过程为，采用异丙醇作为溶剂，以钛酸酯偶联剂DN101作为溶质，在恒温水浴15-25℃下搅拌混合醇解制得。
5.根据权利要求4所述的一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的改性方法具体过程为：将钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液与预处理后的石英砂滤料按体积比1:1—1:3混合，置于105—115℃恒温水浴锅中，电动搅拌10—18min后取出，在90—110℃下干燥2—4h。
6.根据权利要求5所述的一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其特征是：所述的钛酸酯偶联剂DN101醇解溶液的体积浓度为10—18%。
7.根据权利要求6所述的一种以石英砂为载体的疏水性滤料的制备方法，其特征是：所述步骤（3）具体过程为，将改性后的石英砂用水浸泡12—24h后用水反复清洗，最后在90—110℃下烘干得终产品。
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