CN106745365A - 一种水净化材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水净化材料及其制备方法，上述水净化材料，包括碳纳米管和纳米银；所述纳米银分布在纳米管内外表面，所述碳纳米管的直径为160‑200纳米；所述纳米银的粒径为12‑20纳米。一种水净化材料的制备方法，其具体的制备步骤如下：（1）将碳纳米管加入硝酸和高锰酸钾混合液中，超声10‑30分钟，取出碳纳米管；（2）将氯化铝和盐酸以1:10的比例混合，在搅拌条件下滴加至溶剂中，加入硝酸银，在氮气气氛下加入步骤（1）中的碳纳米管，在80‑110℃下反应2‑4小时，得到水净化材料。

Description

一种水净化材料及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理材料领域，特别涉及一种水净化材料及其制备方法。
背景技术
随着人口的增长和工业的发展，水资源匮乏、特别是水质型缺水现象日益严重，如何将水进行有效处理后再回收利用成为了人们更多关注的问题。
水中的污染物的存在，不仅造成环境污染、生态破坏，而且严重危害人类健康。废水，尤其是工业废水，其重金属含量均较高，如果直接排放到水中时，会严重干扰水体的生态系统，因此，污水的处理势在必行。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种水净化材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水净化材料，包括碳纳米管和纳米银；所述纳米银分布在纳米管内外表面，所述碳纳米管的直径为160-200纳米；所述纳米银的粒径为12-20纳米。
一种水净化材料的制备方法，其具体的制备步骤如下：
（1）将碳纳米管加入硝酸和高锰酸钾混合液中，超声10-30分钟，取出碳纳米管；
（2）将氯化铝和盐酸以1:10的比例混合，在搅拌条件下滴加至溶剂中，加入硝酸银，在氮气气氛下加入步骤（1）中的碳纳米管，在80-110℃下反应2-4小时，得到水净化材料。
步骤（1）中所述硝酸和所述高锰酸钾的质量比为3：5。
步骤（1）中所述碳纳米管和所述混合液的质量比为1：20-50。
步骤（1）中在取出碳纳米管后，将碳纳米管用甲醇进行冲洗。
所述溶剂为甲醇和四氢呋喃的混合物，其中，所述甲醇和所述四氢呋喃的质量比为3:1。
步骤（2）中的所述滴加的速度为30-40滴/分钟。
步骤（2）中的所述盐酸和所述溶剂的质量比为1:10；所述盐酸和所述硝酸银的质量比为10:0.5。
步骤（2）中的所述溶剂和所述碳纳米管的质量比为30-50:1。
步骤（2）中在将氯化铝和盐酸以1:10的比例混合时还加入磷酸；其中，所述磷酸的质量为所述盐酸质量的1/3。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明通过加入一定比例的硝酸和高锰酸钾对碳纳米管进行表面处理，反应速度快，处理效率高，效果好。
（2）本发明通过将氯化铝和盐酸混合酸条件下，控制各反应物和反应条件以制得具有一定粒径的碳纳米管负载纳米银的复合材料，该复合材料具有较高的比表面积，能够用于水处理，且具有良好的水处理效果。
（3）本发明制得的水净化材料具有良好的稳定性，水处理效率好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）将碳纳米管1g加入硝酸7.5g和高锰酸钾12.5g混合液中，超声10分钟，取出碳纳米管；
（2）将氯化铝0.3g和盐酸3g混合，在搅拌条件下以30滴/分钟的滴加速度滴加至甲醇22.5g和四氢呋喃7.5g的混合物中，加入硝酸银0.15g，在氮气气氛下加入步骤（1）中的碳纳米管1g，在80℃下反应2小时，得到水净化材料。
通过检测分析，得到纳米银分布在纳米管内外表面的水净化材料，其中碳纳米管的直径为160纳米，纳米银的粒径为12纳米。
制得水净化材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）将碳纳米管1g加入硝酸18.75g和高锰酸钾31.25g混合液中，超声30分钟，取出碳纳米管；
（2）将氯化铝0.5g和盐酸5g混合，在搅拌条件下以40滴/分钟的滴加速度滴加至甲醇37.5g和四氢呋喃12.5g的混合物中，加入硝酸银0.25g，在氮气气氛下加入步骤（1）中的碳纳米管1g，在110℃下反应4小时，得到水净化材料。
通过检测分析，得到纳米银分布在纳米管内外表面的水净化材料，其中碳纳米管的直径为173纳米，纳米银的粒径为15纳米。
制得水净化材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）将碳纳米管1g加入硝酸18.75g和高锰酸钾31.25g混合液中，超声30分钟，取出碳纳米管,用甲醇进行冲洗；
（2）将氯化铝0.5g、盐酸5g和磷酸1.7g混合，在搅拌条件下以40滴/分钟滴加速度滴加至甲醇37.5g和四氢呋喃12.5g的混合物中，加入硝酸银0.25g，在氮气气氛下加入步骤（1）中的碳纳米管1g，在110℃下反应4小时，得到水净化材料。
制得水净化材料的性能测试结果如表1所示。
通过检测分析，得到纳米银分布在纳米管内外表面的水净化材料，其中碳纳米管的直径为200纳米，纳米银的粒径为20纳米。
将实施例1-3的水净化材料用于水处理：将其用于 COD 为300mg/L污水中时，水净化材料的用量为0.5mg/L即可达到良好的处理效果，浊度去除率可达 96％以上，具体请见表1。
表1
测试项目 浊度去除率(％) 重金属去除率（%） COD（mg/L）
实施例1 97 97 20
实施例2 97 98 22
实施例3 98 99 18
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水净化材料，其特征在于，包括碳纳米管和纳米银；所述纳米银分布在纳米管内外表面，所述碳纳米管的直径为160-200纳米；所述纳米银的粒径为12-20纳米。
2.根据权利要求1所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，其具体的制备步骤如下：
（1）将碳纳米管加入硝酸和高锰酸钾混合液中，超声10-30分钟，取出碳纳米管；
（2）将氯化铝和盐酸以1:10的比例混合，在搅拌条件下滴加至溶剂中，加入硝酸银，在氮气气氛下加入步骤（1）中的碳纳米管，在80-110℃下反应2-4小时，得到水净化材料。
3.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述硝酸和所述高锰酸钾的质量比为3：5。
4.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述碳纳米管和所述混合液的质量比为1：20-50。
5.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中在取出碳纳米管后，将碳纳米管用甲醇进行冲洗。
6.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲醇和四氢呋喃的混合物，其中，所述甲醇和所述四氢呋喃的质量比为3:1。
7.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的所述滴加的速度为30-40滴/分钟。
8.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的所述盐酸和所述溶剂的质量比为1:10；所述盐酸和所述硝酸银的质量比为10:0.5。
9.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的所述溶剂和所述碳纳米管的质量比为30-50:1。
10.根据权利要求2所述的水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中在将氯化铝和盐酸以1:10的比例混合时还加入磷酸；其中，所述磷酸的质量为所述盐酸质量的1/3。
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