CN110124607B - 一种用于吸附水体余氯的水处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于吸附水体余氯的水处理剂及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1.取干燥的透辉石粉末和蛭石粉末混合均匀，得到混合物；所述透辉石粉末和蛭石粉末过200目筛；S2.将步骤S1.的混合物在700～1200℃温度下煅烧90～130min，得到所述水处理剂。本发明通过将过200目筛的透辉石粉末和蛭石粉末混合物在特殊条件下煅烧成功制备得到具有良好余氯吸附性能的水处理剂，该水处理剂能够有效降低自来水余氯浓度，减少了人类由消毒副产物引起的患癌风险，而且吸附一定量的余氯之后仍保持弱碱性，是一种安全、健康的水处理剂。

Description

一种用于吸附水体余氯的水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及自来水的处理技术领域，更具体地，涉及一种用于吸附水体余氯的水处理剂及其制备方法。
背景技术
随着生活质量的提高，人们对饮水的要求也上升到注重健康安全的层次。自来水加氯消毒可以保证饮用水安全，但水中过量的余氯一方面会影响水的口感和气味，另一方面能和水中的天然有机物反应生成消毒副产物而威胁着人类健康。目前除余氯的研究较少，且去除效率不高，不宜推广应用。现有技术中，一般采用活性炭吸附余氯，如中国专利CN201959605U和CN102107994A均采用活性炭作为余氯吸附材料，但是活性炭吸附余氯之后会逐渐偏酸性，可能会腐蚀用于承载吸附材料的承载结构。
因此，亟需一种高效的自来水余氯脱除剂。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的余氯去除率不高的缺陷，提供一种用于吸附水体余氯的水处理剂的制备方法，制得的水处理剂能够有效降低自来水余氯浓度，减少了人类由消毒副产物引起的患癌风险，而且吸附一定量的余氯之后仍保持弱碱性，是一种安全、健康的水处理剂。
本发明的另一目的在于，提供上述制备方法制得的水处理剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于吸附水体余氯的水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干燥的透辉石粉末和蛭石粉末混合均匀，得到混合物；所述透辉石粉末和蛭石粉末过200目筛；
S2.将步骤S1.的混合物在700～1200℃温度下煅烧90～130min，得到所述水处理剂。
上述制备方法制得的水处理剂几乎不含对人体有害的杂质，非常适合用作水处理剂。
该水处理剂能够有效降低自来水余氯浓度，减少了人类由消毒副产物引起的患癌风险，而且吸附一定量的余氯之后仍保持弱碱性，是一种安全、健康的水处理剂。
在制备过程中，发明人偶然发现，煅烧的温度和时间需要控制在特殊的范围内，具体为700～1200℃温度下煅烧90～130min。温度过低或过高时制得的水处理剂吸附余氯性能较差；另外，煅烧时间不足或过长，也都无法制备得到具有良好余氯吸附性能的水处理剂。而且，透辉石粉末和蛭石粉末的粒径需要控制在合适的范围内。200目筛的孔径为75μm。如果粒径大于75μm，制得的水处理剂也不具有良好的余氯吸附性能。
优选地，步骤S2.中煅烧的温度为800～1000℃，时间为90～100min。发明人进一步研究发现，煅烧温度为800～1000℃、时间为90～100min时，制得的水处理剂的余氯吸附性能更好。
优选地，步骤S2.中煅烧的温度为800℃，时间为100min。
本发明中，煅烧均为空气中煅烧；具体可采用马弗炉煅烧。
优选地，所述透辉石粉末和蛭石粉末的质量比为1∶(1～2.5)。
优选地，所述透辉石粉末和蛭石粉末的质量比为1∶2。
优选地，所述干燥的透辉石粉末和蛭石粉末分别由透辉石和蛭石磨碎后在90～110℃温度下烘干得到。所述烘干具体为干燥至恒重。
优选地，所述磨碎是通过球磨机进行。
优选地，所述煅烧是在马弗炉中进行，所述混合物置于瓷坩埚中。
本发明同时保护上述制备方法制得的用于吸附水体余氯的水处理剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将过200目筛的透辉石粉末和蛭石粉末混合物在特殊条件下煅烧成功制备得到具有良好余氯吸附性能的水处理剂，该水处理剂能够有效降低自来水余氯浓度，减少了人类由消毒副产物引起的患癌风险，而且吸附一定量的余氯之后仍保持弱碱性，是一种安全、健康的水处理剂。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例中的原料均可通过市售得到；
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
一种用于吸附水体余氯的水处理剂的制备方法，具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶2混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在800℃温度下煅烧100min，自然冷却后，即得到水处理剂。
实施例2
本实施例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶2混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在700℃温度下煅烧130min，自然冷却后，即得到水处理剂。
实施例3
本实施例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶2混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在800℃温度下煅烧90min，自然冷却后，即得到水处理剂。
实施例4
本实施例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶2混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在1000℃温度下煅烧100min，自然冷却后，即得到水处理剂。
实施例5
本实施例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶2混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在1200℃温度下煅烧90min，自然冷却后，即得到水处理剂。
实施例6
本实施例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶1混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在800℃温度下煅烧100min，自然冷却后，即得到水处理剂。
实施例7
本实施例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；将透辉石粉末和蛭石粉末按质量比1∶2.5混合，得到混合物；
S2.将步骤S1.的混合物置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在800℃温度下煅烧100min，自然冷却后，即得到水处理剂。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，煅烧温度为600℃，时间为130min；
其他实验参数和操作与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，煅烧温度为1300℃，时间为90min；
其他实验参数和操作与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，煅烧温度为1200℃，时间为80min；
其他实验参数和操作与实施例1相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，煅烧温度为700℃，时间为140min；
其他实验参数和操作与实施例1相同。
对比例5
本对比例制备水处理剂的方法具体步骤如下：
S1.将透辉石和蛭石分别在球磨机中磨碎，之后过200目筛，接着在90～110℃烘箱中干燥至恒重，得到透辉石粉末和蛭石粉末；
S2.将步骤S1.的透辉石粉末置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在800℃温度下煅烧100min，自然冷却；
S3.将步骤S1.的蛭石粉末置于瓷坩埚中，然后放入马弗炉在800℃温度下煅烧100min，自然冷却；
S4.将步骤S2.和S3.的产物混合，得到水处理剂。
其中，透辉石粉末和蛭石粉末的质量比为1∶2。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于，透辉石粉末和蛭石粉末的无法过200目筛，平均粒径约为100μm；
其他实验参数和操作与实施例1相同。
对比例7
本对比例中水处理剂为本领域中常规的活性炭。
性能测试
1.余氯吸附性能测试方法
配制余氯初始浓度5.0mg/L的余氯水溶液；
用电子天平称取11.25g的水处理剂于250mL的锥形瓶中，加入余氯初始浓度5.0mg/L的150mL余氯水溶液，然后用黑色塑料袋包裹装有溶液的锥形瓶，将锥形瓶放入水浴振荡器中在40℃下以150rpm/min振荡30min，取出后以3000r/min的速度离心30min，离心后的上清液用0.45μm的滤膜过滤，滤液用来分析余氯浓度。
余氯去除率计算方法：
余氯测定采用《生活饮用水标准检验方法—消毒剂指标》(GB/T5750.11-2006)中操作简便、应用较广的N,N-二乙基-1,4苯二胺(DPD)分光光度法。测定的余氯质量浓度为游离余氯质量浓度。
余氯去除率＝(初始余氯质量浓度-处理后余氯质量浓度)/初始余氯质量浓度。
测试结果
实施例1～8及对比例1～7的水处理剂的性能测试结果分别如表1和表2所示。
实施例1～8制得的水处理剂表现出优异的余氯吸附能力，能够有效降低自来水余氯浓度，减少了人类由消毒副产物引起的患癌风险。而且，处理后的水呈弱碱性，有利于人体健康；同时，也说明水处理剂吸附一定量的余氯之后仍保持弱碱性，是一种安全、健康的水处理剂。其中，实施例1、实施例3、实施例4、实施例6和实施例7的性能优于实施例2和实施例5，且实施例1余氯吸附性能最好，说明煅烧温度为800℃、时间为100min时制得的水处理剂性能较好。
而对比例1～4制得的水处理剂吸附余氯的能力较弱；另外，对比例5采用两种原料分别煅烧再混合的方法制备，余氯吸附性能明显降低，可见两种原料混合后共同煅烧时可能形成了有利于吸附余氯的结构或物质。对比例6颗粒太大，煅烧后难以制备得到具有优异的余氯吸附能力的水处理剂。对比例7中，常规的活性炭具有一定的余氯吸附能力，但是处理后的水仍呈弱酸性，在一定程度上说明了活性炭在吸附余氯的过程中会逐渐变为偏酸性的问题。
表1实施例1～8的水处理剂的性能
Figure BDA0002044128130000061
表2对比例1～7的水处理剂的性能
Figure BDA0002044128130000062
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于吸附水体余氯的水处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.取干燥的透辉石粉末和蛭石粉末混合均匀，得到混合物；所述透辉石粉末和蛭石粉末过200目筛；
S2.将步骤S1.的混合物在700～1200℃温度下煅烧90～130min，得到所述水处理剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.中煅烧的温度为800～1000℃，时间为90～100min。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.中煅烧的温度为800℃，时间为100min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透辉石粉末和蛭石粉末的质量比为1∶(1～2.5)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透辉石粉末和蛭石粉末的质量比为1∶2。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的透辉石粉末和蛭石粉末分别由透辉石和蛭石磨碎后在90～110℃温度下烘干得到。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磨碎是通过球磨机进行。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧是在马弗炉中进行，所述混合物置于瓷坩埚中。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制得的用于吸附水体余氯的水处理剂。
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