一种水质净化用活性炭复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水质净化用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：酸化活性炭15-20份、速溶硅酸钠0.1-2份、硝酸镍5-10份、聚乙烯醇0.1-2份、甲壳质1-5份、麦饭石20-30份、钛酸四丁酯1-3份。本发明专利技术用于制备水处理剂。本发明专利技术提供结构稳定的复合材料，具有吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理材料领域，具体是一种水质净化用活性炭复合材料及其制备方 法。
技术介绍
我国是目前世界上最贫水的13个国家之一，随着水体富营养化的日趋严重，我国 的水质情况令人堪忧。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。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。
技术实现思路
本专利技术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 水质净化用活性炭复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案： 一种水质净化用活性炭复合材料，由以下按照重量份的原料组成：酸化活性炭15-20 份、速溶硅酸钠0. 1-2份、硝酸镍5-10份、聚乙烯醇0. 1-2份、甲壳质1-5份、麦饭石20-30 份、钛酸四丁酯1-3份。 作为本专利技术的进一步方案，本专利技术由以下按照重量份的原料组成：酸化活性炭 16-18份、速溶硅酸钠0. 5-1. 5份、硝酸镍6-8份、聚乙烯醇0. 5-1. 5份、甲壳质2-4份、麦饭 石22-28份、钛酸四丁酯1. 5-2. 5份。 作为本专利技术的进一步方案，本专利技术由以下按照重量份的原料组成：酸化活性炭17 份、速溶硅酸钠1份、硝酸镍7份、聚乙烯醇1份、甲壳质3份、麦饭石25份、钛酸四丁酯2 份。 作为本专利技术的进一步方案，本专利技术的所述酸化后的活性炭的生产方法，具体步骤 为：（1)先将活性炭与凹凸棒石粘土、氧化镁混合后粉碎成活性炭混合物粉末，缓慢加入稀 硫酸并不停搅拌进行酸化处理；其中，按照重量份为：活性炭80-90份、凹凸棒石粘土 20-30 份、氧化镁3-5份；（2)将酸化处理后的活性炭混合物粉末，通过对辊机挤压为活性炭片状 物，活性炭片状物的厚度< 〇. 5毫米；（3)将活性炭片状物输送到回转式烘干炉内烘干活 化，烘干时间为5~6小时，烘干温度控制在140~150°C，烘干后的活性炭片状物含水量 < 8%，烘干后的活性炭片状物为酸化后的活性炭半成品；（4)将酸化后的活性炭半成品输 入磨机中磨粉，颗粒细度< 0. 074毫米，磨粉后的粉状物为酸化活性炭成品。。 本专利技术还提供一种水质净化用活性炭复合材料的制备方法，由以下步骤组成： 1) 将钛酸四丁酯与酸化活性炭研磨，过100目筛，制得混合物A; 2) 将麦饭石与硝酸镍混合后，再加入二者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50°C，超声功率400W，超声时间55min;制得混合物B; 3) 将速溶硅酸钠、聚乙烯醇与甲壳质三者混合后，再加入三者5-8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60°C，超声功率400W，超声时间60min;制得混 合物C; 3) 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50°C， 超声功率400W，超声时间50min;制得混合物C; 4) 将混合物D置入100°C的烘箱中烘干，制得混合物E; 5) 将混合物E置入反应釜中高温煅烧6h，高温煅烧温度为650°C，再降至室温，即得一 种水质净化用活性炭复合材料。 水处理装置，包括水处理剂和用以装载水处理剂的容器，所述水处理剂含有上述 一种水质净化用活性炭复合材料。 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。 凹凸棒石粘土具有独特的层链状结构特征，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹 凸棒石粘土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，并 具有一定的可塑性及粘结力，本专利技术选用粉碎后的凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土的颗粒细 度< 5毫米。 氧化镁具有碱性氧化物的通性，属于胶凝材料，能提高凹凸棒石粘土的胶体性能。 速溶硅酸钠为白色粉状物料，能快速溶解于水，具有粘结力强、强度较高，耐酸性、 耐热性好，耐碱性和耐水性差的特点。 聚乙烯醇系白色固体，外型分絮状、颗粒状、粉末状三种；无毒无味、颗粒状可在 80--90°C水中溶解，粉末状的在其他粉料的预分散后可在常温下溶解。具有较好的粘 稠度、聚合性、粘结性及保水性。 麦饭石：（1)吸附力强：所谓吸附乃是具有多孔性、巨大表面积的固体全部溶化作 用，而发生化学的、物理的反应。麦饭石作为中药对皮肤病，特别是拔脓，效果很好。麦饭石 是多孔性的，吸附能力很强，因其主要成分为二氧化硅、氧化铝从这点来考虑，是容易理解 的。在前面介绍的麦饭石微细粉末的电子显微镜照相中，已确认是海绵状多孔性的，是其 最大的原因。也就是说，因多孔性，那么表面就非常大，由于长石部分风化，成高岭土状等， 故始终保持很强的吸附作用、交换作用。 (2)麦饭石对水的净化作用：麦饭石是一种中性碱半火成岩，接近于火山岩。麦饭 石中包含的天然矿物质易于释放从麦饭石上无数的小孔中释放出氧。通过吸收漂白粉和其 它有毒物质净化水。麦饭石中散发出的钙、铁、钠等矿物质可改良饮用水。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 酸化活性炭、速溶硅酸钠、硝酸镍、聚乙烯醇、甲壳质、麦饭石以及钛酸四丁酯经过超 声、煅烧等工艺后，形成结构稳定的复合材料，具有吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次 污染的优点，本专利技术的复合材料中镍、钛与活性炭、麦饭石具有高的结合强度，可以防止镍、 钛从活性炭、麦饭石上脱落，引起对水的二次污染。其中，酸化后的活性炭具有较好的吸附 性、触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高的特点，提高了水质净化效果。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的 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 属于本专利技术保护的范围。 实施例1 本专利技术实施例中，一种水质净化用活性炭复合材料，由以下按照重量份的原料组成：酸 化活性炭15份、速溶硅酸钠0. 1份、硝酸镍5份、聚乙烯醇0. 1份、甲壳质1份、麦饭石20 份、钛酸四丁酯1份。制备过程，1)将钛酸四丁酯与酸化活性炭研磨，过100目筛，制得混合 物A; 2) 将麦饭石与硝酸镍混合后，再加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水质净化用活性炭复合材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：酸化活性炭15‑20份、速溶硅酸钠0.1‑2份、硝酸镍5‑10份、聚乙烯醇0.1‑2份、甲壳质1‑5份、麦饭石20‑30份、钛酸四丁酯1‑3份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立鑫，
申请(专利权)人：王立鑫，
类型：发明
国别省市：安徽;34