CN105253931A - 一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料及其制备方法，该复合材料由以下按照重量份的原料组成：活性炭45-60份、金属阳离子絮凝剂5-10份、三氯化铁1-10份、雷尼镍6-12份、聚合氯化铝铁1-10份、无机钛硅5-10份、纳米二氧化钛粉体5-12份、蒙脱石8-15份、羟丙基甲基纤维素5-10份、氧化锰1-5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-10份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷8-12份。本发明形成结构稳定的复合材料，提高了水质净化效果，无二次污染的优点，同时，具有高吸附能力，较好的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及水处理材料领域，具体是一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料及其制备方法。
背景技术
活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭有着广泛的用途，为了提高活性炭的应用质量，需要对采用物理法生产的活性炭进行酸化处理，本发明选用粉碎后的活性炭，活性炭的颗粒细度≤0.5毫米。
目前市场上用于水处理的活性炭材料，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将污染物与水进行分离。活性炭由于具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此对水中溶解态有机物如酚类化合物等具有较强的吸附能力，适用于饮用水深度净化。但采用活性炭为水处理剂，存在一些问题，如活性炭的吸附量与成本的比值还需进一步提高，且其吸附为物理吸附，容易在吸附过程中脱附，造成二次污染。为了在这样的用途中有效地发挥功能，要求活性炭具有适当的物性，提出了通过改良活性炭以提高各种特性的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料，由以下按照重量份的原料组成：活性炭45-60份、金属阳离子絮凝剂5-10份、三氯化铁1-10份、雷尼镍6-12份、聚合氯化铝铁1-10份、无机钛硅5-10份、纳米二氧化钛粉体5-12份、蒙脱石8-15份、羟丙基甲基纤维素5-10份、氧化锰1-5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-10份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷8-12份。
作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照重量份的原料组成：活性炭50-55份、金属阳离子絮凝剂6-8份、三氯化铁4-8份、雷尼镍8-10份、聚合氯化铝铁4-8份、无机钛硅6-8份、纳米二氧化钛粉体8-10份、蒙脱石10-12份、羟丙基甲基纤维素6-8份、氧化锰2-4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷9-11份。
作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照重量份的原料组成：活性炭53份、金属阳离子絮凝剂7份、三氯化铁6份、雷尼镍9份、聚合氯化铝铁6份、无机钛硅7份、纳米二氧化钛粉体9份、蒙脱石11份、羟丙基甲基纤维素7份、氧化锰3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷10份。
本发明还提供一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料的制备方法，由以下步骤组成：
1）将活性炭与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；
2）将金属阳离子絮凝剂、三氯化铁、雷尼镍、聚合氯化铝铁与蒙脱石混合后，再加入其10-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率500W，超声时间60min；制得混合物B；
3）将其余组分混合后，再加入其12-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度65℃，超声功率450W，超声时间60min；制得混合物C；
4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率400W，超声时间55min；制得混合物D；
5）将混合物D置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物E；
6）将混合物E置入反应釜中高温煅烧7h，高温煅烧温度为700℃，再降至室温，即得一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明组分经过超声、煅烧等工艺后，形成结构稳定的复合材料，提高了水质净化效果，无二次污染的优点，同时，具有高吸附能力，较好的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高等特点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料，由以下按照重量份的原料组成：活性炭45-60份、金属阳离子絮凝剂5-10份、三氯化铁1-10份、雷尼镍6-12份、聚合氯化铝铁1-10份、无机钛硅5-10份、纳米二氧化钛粉体5-12份、蒙脱石8-15份、羟丙基甲基纤维素5-10份、氧化锰1-5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-10份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷8-12份。
作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照重量份的原料组成：活性炭50-55份、金属阳离子絮凝剂6-8份、三氯化铁4-8份、雷尼镍8-10份、聚合氯化铝铁4-8份、无机钛硅6-8份、纳米二氧化钛粉体8-10份、蒙脱石10-12份、羟丙基甲基纤维素6-8份、氧化锰2-4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷9-11份。
本发明还提供一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料的制备方法，由以下步骤组成：
1）将活性炭与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；
2）将金属阳离子絮凝剂、三氯化铁、雷尼镍、聚合氯化铝铁与蒙脱石混合后，再加入其10-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率500W，超声时间60min；制得混合物B；
3）将其余组分混合后，再加入其12-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度65℃，超声功率450W，超声时间60min；制得混合物C；
4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率400W，超声时间55min；制得混合物D；
5）将混合物D置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物E；
6）将混合物E置入反应釜中高温煅烧7h，高温煅烧温度为700℃，再降至室温，即得一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料。
实施例1
一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料，由以下按照重量份的原料组成：活性炭53份、金属阳离子絮凝剂7份、三氯化铁6份、雷尼镍9份、聚合氯化铝铁6份、无机钛硅7份、纳米二氧化钛粉体9份、蒙脱石11份、羟丙基甲基纤维素7份、氧化锰3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷10份。
其制备方法，由以下步骤组成：
1）将活性炭与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；
2）将金属阳离子絮凝剂、三氯化铁、雷尼镍、聚合氯化铝铁与蒙脱石混合后，再加入其10-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率500W，超声时间60min；制得混合物B；
3）将其余组分混合后，再加入其12-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度65℃，超声功率450W，超声时间60min；制得混合物C；
4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率400W，超声时间55min；制得混合物D；
5）将混合物D置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物E；
6）将混合物E置入反应釜中高温煅烧7h，高温煅烧温度为700℃，再降至室温，即得一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：活性炭45-60份、金属阳离子絮凝剂5-10份、三氯化铁1-10份、雷尼镍6-12份、聚合氯化铝铁1-10份、无机钛硅5-10份、纳米二氧化钛粉体5-12份、蒙脱石8-15份、羟丙基甲基纤维素5-10份、氧化锰1-5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-10份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷8-12份。
2.根据权利要求1所述的一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：活性炭50-55份、金属阳离子絮凝剂6-8份、三氯化铁4-8份、雷尼镍8-10份、聚合氯化铝铁4-8份、无机钛硅6-8份、纳米二氧化钛粉体8-10份、蒙脱石10-12份、羟丙基甲基纤维素6-8份、氧化锰2-4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷9-11份。
3.根据权利要求2所述的一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：活性炭53份、金属阳离子絮凝剂7份、三氯化铁6份、雷尼镍9份、聚合氯化铝铁6份、无机钛硅7份、纳米二氧化钛粉体9份、蒙脱石11份、羟丙基甲基纤维素7份、氧化锰3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷10份。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1）将活性炭与γ-氨丙基三乙氧基硅烷、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；
2）将金属阳离子絮凝剂、三氯化铁、雷尼镍、聚合氯化铝铁与蒙脱石混合后，再加入其10-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率500W，超声时间60min；制得混合物B；
3）将其余组分混合后，再加入其12-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度65℃，超声功率450W，超声时间60min；制得混合物C；
4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度55℃，超声功率400W，超声时间55min；制得混合物D；
5）将混合物D置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物E；
6）将混合物E置入反应釜中高温煅烧7h，高温煅烧温度为700℃，再降至室温，即得一种提高工业废水净化度的活性炭复合材料。
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