CN105289488A - 一种活性炭去污剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性炭去污剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：活性炭8-15份、改性蒙脱石20-28份、硫酸镍3-8份、聚硅酸铁6-10份、滑石粉3-10份、钛酸四丁酯0.5-3份。本发明还公开了该去污剂的制备方法。本发明提供结构稳定的去污剂，具有吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的优点。

Description

一种活性炭去污剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理材料领域，具体是一种活性炭去污剂及其制备方法。

背景技术

我国是目前世界上最贫水的13个国家之一，据经济合作与发展组织最新公布的《中国环境绩效评估》报告，目前流经中国城市的超过75％的水体不适合饮用，30％以上的检测河流水质属于劣V类。随着工业发展，城市生活饮用水水源受污染程度日益加剧，同时随着生活水平的提高，人们对饮用水质的要求以及饮用水质标准越来越严格。

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。

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、无二次污染的活性炭去污剂及制备方法，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：

一种活性炭去污剂，由以下按照重量份的原料组成：活性炭8-15份、改性蒙脱石20-28份、硫酸镍3-8份、聚硅酸铁6-10份、滑石粉3-10份、钛酸四丁酯0.5-3份；

所述的改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉20-30份、硫酸亚铁2～10份、硅酸镁4-6份、过碳酸钠3-8份、肉桂醛2-6份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯2-6份、白砂糖1-3、二氧化钛4-10份、水适量；将蒙脱石粉、硫酸亚铁、硅酸镁、木质素磺酸钠、二氧化钛和白砂糖混合，加入适量水，练成泥状，送入煅烧炉中，在900-1000℃下煅烧3-5小时取出，与其它剩余成分一并加入适量水中研磨，得到200-300目浆料，喷雾干燥，即得。

进一步，由以下按照重量份的原料组成：活性炭13份、改性蒙脱石25份、硫酸镍4份、聚硅酸铁8份、滑石粉5份、钛酸四丁酯2份；

进一步，所述的改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉25份、硫酸亚铁4份、硅酸镁5份、过碳酸钠4份、肉桂醛4份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯3份、白砂糖2份、二氧化钛5份、水适量。

一种活性炭去污剂的制备方法，由以下步骤组成：

1）将钛酸四丁酯与活性炭研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将改性蒙脱石与硫酸镍、聚硅酸铁、滑石粉混合后，再加入二者10-12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50℃，超声功率400W，超声时间50min；制得混合物B；

3）将混合物A置入混合物B中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；制得混合物C；

4）将混合物C置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物D；

5）将混合物D置入反应釜中高温煅烧5h，高温煅烧温度为600℃，再降至室温，即得。

由于活性炭和蒙脱石的比表面积大，在超声处理的条件下，由于蒙脱石是三层片状结构，超声后三层片状结构倍分散成单层片状结构，使其比表面积增大，配合使用改性蒙脱石，使得其表面积更大；活性炭的加入也利于蒙脱石的分散，镍与钛能够均匀的分布在活性炭和蒙脱石的表面上，改性蒙脱石使得这种表面覆盖更大，除污效果更好。经过煅烧后，形成结构稳定的复合结构，具有吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的优点。由于复合材料的吸附量大，因此较小的用量即可获得较好的处理效果，由此可以将其制成小体积易携带、使用简便的水处理装置。本发明的复合材料中镍、钛与活性炭、蒙脱石具有高的结合强度，可以防止镍、钛从活性炭、蒙脱石上脱落，引起对水的二次污染。

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。

实施例1

一种活性炭去污剂，由以下按照重量份的原料组成：活性炭13份、改性蒙脱石25份、硫酸镍4份、聚硅酸铁8份、滑石粉5份、钛酸四丁酯2份；

改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉25份、硫酸亚铁4份、硅酸镁5份、过碳酸钠4份、肉桂醛4份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯3份、白砂糖2份、二氧化钛5份、水适量；将蒙脱石粉、硫酸亚铁、硅酸镁、木质素磺酸钠、二氧化钛和白砂糖混合，加入适量水，练成泥状，送入煅烧炉中，在950℃下煅烧3小时取出，与其它剩余成分一并加入适量水中研磨，得到220目浆料，喷雾干燥，即得。

一种活性炭去污剂的制备方法，由以下步骤组成：

1）将钛酸四丁酯与活性炭研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将改性蒙脱石与硫酸镍、聚硅酸铁、滑石粉混合后，再加入二者12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50℃，超声功率400W，超声时间50min；制得混合物B；

3）将混合物A置入混合物B中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；制得混合物C；

4）将混合物C置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物D；

5）将混合物D置入反应釜中高温煅烧5h，高温煅烧温度为600℃，再降至室温，即得。

实施例2

一种活性炭去污剂，由以下重量份原料组成，活性炭15份、改性蒙脱石22份、硫酸镍7份、聚硅酸铁8份、滑石6份、钛酸四丁酯2份；改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉25份、硫酸亚铁3份、硅酸镁4份、过碳酸钠5份、肉桂醛3份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯6份、白砂糖3份、二氧化钛5份、水适量；将蒙脱石粉、硫酸亚铁、硅酸镁、木质素磺酸钠、二氧化钛和白砂糖混合，加入适量水，练成泥状，送入煅烧炉中，在950℃下煅烧5小时取出，与其它剩余成分一并加入适量水中研磨，得到260目浆料，喷雾干燥，即得。

活性炭去污剂制备方法同实施例1。

实施例3

一种活性炭去污剂，由以下按照重量份的原料组成：活性炭9份、改性蒙脱石24份、硫酸镍7份、聚硅酸铁7份、滑石粉4份、钛酸四丁酯1份；

所述的改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉20份、硫酸亚铁3份、硅酸镁4份、过碳酸钠3份、肉桂醛4份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯4份、白砂糖2、二氧化钛6份、水适量；将蒙脱石粉、硫酸亚铁、硅酸镁、木质素磺酸钠、二氧化钛和白砂糖混合，加入适量水，练成泥状，送入煅烧炉中，在970℃下煅烧4小时取出，与其它剩余成分一并加入适量水中研磨，得到220目浆料，喷雾干燥，即得。

活性炭去污剂制备方法同实施例1。

实施例4

将5mg的实施例1-3制备的利用活性炭制备的复合材料各自与10mL浓度为5ppm的汞离子、5ppm的铅离子的水溶液混合，搅拌反应8h。处理后的水溶液中汞离子、铅离子浓度通过电感耦合等离子体质谱(ThermoICP-MSXII)检测，汞离子浓度均小于1.5ppb，铅离子浓度均小于2.5ppb。

实施例1-3处理污水的结果如表1所示。

表1

名称	处理的污染物的种类与用量	处理后污染物的含量（ppb）
			实施例1-5	10ml汞元素浓度为5ppm的水溶液	汞元素＜1.5ppb
实施例1-5	10ml铅元素浓度为5ppm的水溶液	铅元素＜2.5ppb

从表1可以看出，采用活性炭制备的复合材料作为水处理剂，可以高效地除去水中的重金属离子。

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)

1.一种活性炭去污剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：活性炭8-15份、改性蒙脱石20-28份、硫酸镍3-8份、聚硅酸铁6-10份、滑石粉3-10份、钛酸四丁酯0.5-3份；

所述的改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉20-30份、硫酸亚铁2～10份、硅酸镁4-6份、过碳酸钠3-8份、肉桂醛2-6份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯2-6份、白砂糖1-3、二氧化钛4-10份、水适量；将蒙脱石粉、硫酸亚铁、硅酸镁、木质素磺酸钠、二氧化钛和白砂糖混合，加入适量水，练成泥状，送入煅烧炉中，在900-1000℃下煅烧3-5小时取出，与其它剩余成分一并加入适量水中研磨，得到200-300目浆料，喷雾干燥，即得。

2.根据权利要求1所述的一种活性炭去污剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：活性炭13份、改性蒙脱石25份、硫酸镍4份、聚硅酸铁8份、滑石粉5份、钛酸四丁酯2份。

3.根据权利要求2所述的一种活性炭去污剂，其特征在于，所述的改性蒙脱石由以下重量份原料制成：蒙脱石粉25份、硫酸亚铁4份、硅酸镁5份、过碳酸钠4份、肉桂醛4份、聚氧乙烯单硬脂酸丙二醇酯3份、白砂糖2份、二氧化钛5份、水适量。

4.一种如权利要求1-3任一所述的一种活性炭去污剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：

1）将钛酸四丁酯与活性炭研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将改性蒙脱石与硫酸镍、聚硅酸铁、滑石粉混合后，再加入二者10-12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50℃，超声功率400W，超声时间50min；制得混合物B；

3）将混合物A置入混合物B中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度50℃，超声功率400W，超声时间50min；制得混合物C；

4）将混合物C置入100℃的烘箱中烘干，制得混合物D；

5）将混合物D置入反应釜中高温煅烧5h，高温煅烧温度为600℃，再降至室温，即得。