一种水处理陶粒滤料的制备方法，属于水污染净化材料领域，包括下述工艺步骤：以乙醇、硼酸三丁酯、乙酸锌回流，加入分子量为20000的聚乙二醇、乙酸、乙酰丙酮再回流，制备锌硼有机溶液；陶粒的活化，将0.5mol/L盐酸溶液和陶粒回流，过滤，清洗，干燥，煅烧制得活化陶粒；陶粒锌氧硼键合，将锌硼有机溶液和活化陶粒在不锈钢高压反应釜中反应，冷却，过滤，清洗；干燥和热处理，将锌氧硼键合陶粒干燥和煅烧后制得水处理陶粒滤料。此种水处理陶粒滤料适用于各种含有机污染物污水的净化处理。
【技术实现步骤摘要】
一种水处理陶粒滤料的制备方法
本专利技术属于水污染净化材料领域，具体涉及一种水处理陶粒滤料的制备方法。
技术介绍
水处理陶粒滤料外观为近球形颗粒，表面呈黄红色或深褐色，在物理微观结构方面表现为表面微孔发达且分布合理，平均微孔直径约为200微米；同时，陶粒滤料的比表面积大，能使曝气生物滤池的容积负荷增大，降解速率显著提高；另外，该产品质地轻、强度高、耐摩擦、耐冲洗、不向水体释放有毒有害物，具有良好的物理、化学和水力学特性，可适应于不同污水净化的要求。现代水处理工艺充分利用了这些特性，使其成为水处理特别是污水以及给水过滤技术的首选滤料。陶粒滤料用于水处理时需充分利用其大比表面和多孔特性，然而使用一段时间后由于表面吸附有机物增多，会大幅度降低对水中污染物的去除效率。为了提高陶粒滤料持续处理污水的能力，一种有效的方法是采用光催化技术及时地将附着在陶粒滤料表面的有机污染物分解，从而释放出新鲜表面，并可连续不断地用于污染净化过程。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种水处理陶粒滤料的制备方法。此种陶粒滤料具有吸附和光催化降解有机污染物的活性，可用于水污染连续净化过程。本专利技术采用的技术方案是：一种水处理陶粒滤料的制备方法，包括下述工艺步骤：步骤1：制备锌硼有机溶液1.1在1L圆底烧瓶中依次加入430~620mL乙醇、20~26mL硼酸三丁酯、15~23g乙酸锌，安装球形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶置于70℃恒温水浴中，在此温度保温回流30min；1.2继续向烧瓶中加入11~15g分子量为20000的聚乙二醇、3~7mL乙酸、6~10mL乙酰丙酮，继续在70℃保温回流50min，即制得锌硼有机溶液。步骤2：陶粒的活化2.1将500mL0.5mol/L盐酸溶液和30g陶粒混合于1L圆底烧瓶中，安装直形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶中溶液加热至85℃，保温回流3h;2.2将烧瓶中混合物过滤，用去离子水充分清洗至滤液为中性，将所得固体置于160℃恒温干燥箱中放置12h；2.3将所得干燥固体物质置于程控箱式电炉中，在650℃煅烧3h，自然冷却后取出，即为活化陶粒。步骤3：陶粒锌氧硼键合3.1将锌硼有机溶液和活化陶粒移入不锈钢高压反应釜中，密闭反应釜，保持反应釜中溶液温度170~200℃，反应釜中压力不大于2.6MPa，在此条件下反应20~60h，然后冷却至室温；3.2将反应釜中的固液混合物过滤，先用乙醇清洗所得固体物质，再用去离子水清洗，得到锌氧硼键合陶粒。步骤4：干燥和热处理4.1将锌氧硼键合陶粒置于恒温电热干燥箱中，在210℃干燥15h；4.2再将干燥的锌氧硼键合陶粒置于程控箱式电炉中，在380~550℃煅烧2~5h，待电炉冷却后，即制得水处理陶粒滤料。除特殊指定外，所述各种化学原料都为纯料。步骤2所用陶粒直径2~8mm。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术在陶粒表面制备锌氧硼键合表层，表层中的主要活性成分为多孔骨架结构的锌硼氧化物，这种复合二元氧化物在陶粒表面形成三维规则排列并具有特定伸展方向的多孔结构。锌氧硼键合表层与陶粒表面结合力强、机械强度大、耐冲洗、抗压性强。此种水处理陶粒滤料稳定性好，适用于各种含有机污染物的污水的净化处理。这种新型水处理陶粒滤料不仅保留陶粒原有的吸附有机污染物的能力，并且可以在光照时使有机物分解成二氧化碳和水，达到完全矿化的程度。这种水处理陶粒滤料可以长时间用于水中有机污染物的去除过程，在各种水处理净化领域具有广泛的用途。具体实施方式实施例1一种水处理陶粒滤料的制备方法，包括下述工艺步骤：步骤1：制备锌硼有机溶液1.1在1L圆底烧瓶中依次加入430mL乙醇、20mL硼酸三丁酯、15g乙酸锌，安装球形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶置于70℃恒温水浴中，在此温度保温回流30min；1.2继续向烧瓶中加入11g分子量为20000的聚乙二醇、3mL乙酸、6mL乙酰丙酮，继续在70℃保温回流50min，即制得锌硼有机溶液。步骤2：陶粒的活化2.1将500mL0.5mol/L盐酸溶液和30g陶粒（直径2mm）混合于1L圆底烧瓶中，安装直形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶中溶液加热至85℃，保温回流3h;2.2将烧瓶中混合物过滤，用去离子水充分清洗至滤液为中性，将所得固体置于160℃恒温干燥箱中放置12h；2.3将所得干燥固体物质置于程控箱式电炉中，在650℃煅烧3h，自然冷却后取出，即为活化陶粒。步骤3：陶粒锌氧硼键合3.1将锌硼有机溶液和活化陶粒移入不锈钢高压反应釜中，密闭反应釜，保持反应釜中溶液温度170℃，反应釜中压力不大于2.6MPa，在此条件下反应20h，然后冷却至室温；3.2将反应釜中的固液混合物过滤，先用乙醇清洗所得固体物质，再用去离子水清洗，得到锌氧硼键合陶粒。步骤4：干燥和热处理4.1将锌氧硼键合陶粒置于恒温电热干燥箱中，在210℃干燥15h；4.2再将干燥的锌氧硼键合陶粒置于程控箱式电炉中，在380℃煅烧5h，待电炉冷却后，即制得水处理陶粒滤料。除特殊指定外，所述各种化学原料都为纯料。所制备的水处理陶粒滤料表观密度1.6g/cm3、粒内孔隙率43%、比表面积120m2/g。实施例2一种水处理陶粒滤料的制备方法，包括下述工艺步骤：步骤1：制备锌硼有机溶液1.1在1L圆底烧瓶中依次加入520mL乙醇、23mL硼酸三丁酯、17g乙酸锌，安装球形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶置于70℃恒温水浴中，在此温度保温回流30min；1.2继续向烧瓶中加入13g分子量为20000的聚乙二醇、5mL乙酸、8mL乙酰丙酮，继续在70℃保温回流50min，即制得锌硼有机溶液。步骤2：陶粒的活化2.1将500mL0.5mol/L盐酸溶液和30g陶粒（直径5mm）混合于1L圆底烧瓶中，安装直形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶中溶液加热至85℃，保温回流3h;2.2将烧瓶中混合物过滤，用去离子水充分清洗至滤液为中性，将所得固体置于160℃恒温干燥箱中放置12h；2.3将所得干燥固体物质置于程控箱式电炉中，在650℃煅烧3h，自然冷却后取出，即为活化陶粒。步骤3：陶粒锌氧硼键合3.1将锌硼有机溶液和活化陶粒移入不锈钢高压反应釜中，密闭反应釜，保持反应釜中溶液温度185℃，反应釜中压力不大于2.6MPa，在此条件下反应35h，然后冷却至室温；3.2将反应釜中的固液混合物过滤，先用乙醇清洗所得固体物质，再用去离子水清洗，得到锌氧硼键合陶粒。步骤4：干燥和热处理4.1将锌氧硼键合陶粒置于恒温电热干燥箱中，在210℃干燥15h；4.2再将干燥的锌氧硼键合陶粒置于程控箱式电炉中，在460℃煅烧3h，待电炉冷却后，即制得水处理陶粒滤料。除特殊指定外，所述各种化学原料都为纯料。所制备的水处理陶粒滤料表观密度1.5g/cm3、粒内孔隙率39%、比表面积110m2/g。实施例3一种水处理陶粒滤料的制备方法，包括下述工艺步骤：步骤1：制备锌硼有机溶液1.1在1L圆底烧瓶中依次加入620mL乙醇、26mL硼酸三丁酯、23g乙酸锌，安装球形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶置于70℃恒温水浴中，在此温度保温回流30min；1.2继续向烧瓶中加入15g分子量为20000的聚乙二醇、7mL乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水处理陶粒滤料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述工艺步骤：步骤1：制备锌硼有机溶液1.1 在1L圆底烧瓶中依次加入430~620mL乙醇、20~26mL硼酸三丁酯、15~23g乙酸锌，安装球形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶置于70℃恒温水浴中，在此温度保温回流30min；1.2 继续向烧瓶中加入11~15g分子量为20000的聚乙二醇、3~7mL乙酸、6~10mL乙酰丙酮，继续在70℃保温回流50min，即制得锌硼有机溶液；步骤2：陶粒的活化2.1 将500mL 0.5mol/L盐酸溶液和30g陶粒混合于1L圆底烧瓶中，安装直形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶中溶液加热至85℃，保温回流3h；2.2 将烧瓶中混合物过滤，用去离子水充分清洗至滤液为中性，将所得固体置于160℃恒温干燥箱中放置12h；2.3 将所得干燥固体物质置于程控箱式电炉中，在650℃煅烧3h，自然冷却后取出，即为活化陶粒；步骤3：陶粒锌氧硼键合3.1将锌硼有机溶液和活化陶粒移入不锈钢高压反应釜中，密闭反应釜，保持反应釜中溶液温度170~200℃，反应釜中压力不大于2.6MPa，在此条件下反应20~60h，然后冷却至室温；3.2 将反应釜中的固液混合物过滤，先用乙醇清洗所得固体物质，再用去离子水清洗，得到锌氧硼键合陶粒；步骤4：干燥和热处理4.1 将锌氧硼键合陶粒置于恒温电热干燥箱中，在210℃干燥15 h；4.2 再将干燥的锌氧硼键合陶粒置于程控箱式电炉中，在380~550℃煅烧2~5h，待电炉冷却后，即制得水处理陶粒滤料。...
【技术特征摘要】
1.一种水处理陶粒滤料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述工艺步骤：步骤1：制备锌硼有机溶液1.1在1L圆底烧瓶中依次加入430~620mL乙醇、20~26mL硼酸三丁酯、15~23g乙酸锌，安装球形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶置于70℃恒温水浴中，在此温度保温回流30min；1.2继续向烧瓶中加入11~15g分子量为20000的聚乙二醇、3~7mL乙酸、6~10mL乙酰丙酮，继续在70℃保温回流50min，即制得锌硼有机溶液；步骤2：陶粒的活化2.1将500mL0.5mol/L盐酸溶液和30g陶粒混合于1L圆底烧瓶中，安装直形冷凝管，以自来水为冷却介质，将烧瓶中溶液加热至85℃，保温回流3h；2.2将烧瓶中混合物过滤，用去离子水充分清洗至滤液为中性，将所得固体置于160℃恒温干燥箱中放置...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，张悦，韩铭，李昊伦，董英昊，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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