一种用于水族系统的活性炭及其制备方法与应用技术方案

本发明专利技术公开了一种用于水族系统的活性炭及其制备方法与应用，其制备方法为：将活性炭于金属盐溶液中浸渍，然后干燥，其中金属盐为铁、铝、锌、铜、锰的水溶性金属盐中的两种或两种以上组成的混合物；将吸收金属盐溶液的活性炭在隔绝空气的条件下进行煅烧即得。使用该活性炭制成水族系统过滤材料，可有效将水中的污染物分解，抑制有害菌繁殖，维持优良的水质条件，同时随着此活性炭表面的剥落更新，可长期稳定地发挥作用。

Activated carbon used in aquarium system and its preparation method and Application

The invention discloses an active carbon for aquarium system and its preparation method and application. The preparation method is: impregnating the active carbon in metal salt solution, then drying, in which the metal salt is a mixture of two or more kinds of water-soluble metal salts of iron, aluminium, zinc, copper and manganese; calcining the activated carbon absorbing the metal salt solution under the condition of insulating air. You can burn well. Using the activated carbon to make aquarium system filter material can effectively decompose pollutants in water, inhibit harmful bacteria reproduction, maintain good water quality conditions, and play a role in long-term stability with the surface of the activated carbon peeling and renewal.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水族系统的活性炭及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种用于水族系统的活性炭及其制备方法与应用。
技术介绍
过滤系统是水族系统中必不可少的组成部分，即利用过滤材料的特性将水中的杂质、残饵、有机废物等过滤掉，以此调节水的各项指标，保持水族系统的水质适于生物体存活，维持水族系统内的水质稳定。活性炭是一种多孔性的含碳物质，具有高度发达的孔隙构造，为一种优良的吸附剂，在水族系统中作为常见的过滤材料之一，许多过滤器内都会于其壳体内部填充活性炭，用来吸附及过滤水中的有机废物、游离物、微生物等有害物质，并降低水的浊度。活性炭可在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，虽然使用初期的吸附效果很高，但随着使用时间增加，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降，如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能，所以，活性炭应定期清洗或更换。此外，目前市面上的活性碳只能吸附水里有害物质，无法将有害物质降解，也不具备杀菌功能，故通常都需要化学过滤及生物过滤等辅助，才能达到维持水质的效果。目前，有些改性活性炭利用其电极特性，可达到更佳的废水处理效果。专利技术专利“金属改性活性炭纤维电极和用该电极去除硝酸盐的方法”(专利号：200410098590.2)中公开了一种改性活性炭纤维，在通电的情况下能将水中硝酸盐还原。专利技术专利“一种改性活性炭及其应用”(专利号：201010501795.6)中提供了一种改性活性炭，能有效发挥过渡金属对臭氧高效催化降解能力且能用于去除水中多种污染物。专利技术专利“一种活性炭纤维三维粒子电极催化剂及其制备方法”(专利号：201810016187.2)中提供了一种活性炭纤维三维粒子电极催化剂及其制备方法，在通电的情况下能够去除废水中有机污染物。但是上述的电极使用贵金属，成本较高，且反应需有外加电流才可进行，此外，处理过程中释出的羟基自由基会使得水体的pH值持续升高，一旦超出生物体可耐受的pH值范围，将引起生物体死亡，不适用于有活体存在的水族系统中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于水族系统的活性炭及其制备方法与应用。本专利技术所采取的技术方案是：一种用于水族系统的活性炭，制备方法包括以下步骤：1)将活性炭于金属盐溶液中浸渍，然后干燥，其中金属盐为铁、铝、锌、铜、锰的水溶性金属盐中的两种或两种以上组成的混合物；2)将吸收金属盐溶液的活性炭在隔绝空气的条件下进行煅烧即得。进一步地，金属盐为以下混合物中的一种：铁、铝的水溶性金属盐混合物；铁、铝、铜的水溶性金属盐混合物；铁、铝、锌、锰的水溶性金属盐混合物；铁、铝、铜、锌、锰的水溶性金属盐混合物。进一步地，金属盐为以下混合物中的一种：铁、铝的水溶性金属盐以质量比(30～40)：(5～15)混合的混合物；铁、铝、铜的水溶性金属盐以质量比(30～35)：(5～15)：(1～8)混合的混合物；铁、铝、锌、锰的水溶性金属盐以质量比(20～30):(5～15):(3～7):(3～7)混合的混合物；铁、铝、铜、锌、锰的水溶性金属盐以质量比(20～30):(5～15):(1～8):(3～7):(3～7)混合的混合物。进一步地，金属盐为以下混合物中的一种：铁、铝的水溶性金属盐以质量比35：10混合的混合物；铁、铝、铜的水溶性金属盐以质量比(30～35)：(5～15)：(3～5)混合的混合物；铁、铝、锌、锰的水溶性金属盐以质量比25:(5～10):5:5混合的混合物。进一步地，煅烧温度为400～1100℃。进一步地，煅烧温度为400～700℃。进一步地，煅烧时间为1～5小时。进一步地，煅烧时间为1.5～4小时。进一步地，活性炭为市购的活性炭，其形状及尺寸不受限制，优选颗粒直径较小的活性炭，优选地，颗粒直径为0.1～20mm。一种过滤材料，含有上述的用于水族系统的活性炭，过滤材料中还含有酸化剂、催化剂中的一种或多种，催化剂为电解质、导体、或可通过水解反应产生羟基自由基或氧气的物质。进一步地，催化剂包括过氧化钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙、二氧化硅中的一种或多种。进一步地，酸化剂包括盐酸、磷酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸中的一种或多种。进一步地，水族系统过滤材料的制备方法为：将上述的用于水族系统的活性炭分别于催化剂或酸化剂的水溶液中浸渍，然后干燥即得；活性炭上负载的金属盐、催化剂、酸化剂的质量比为(0.2～0.7)：(0.03～0.3)：(0.03～0.3)。进一步地，活性炭上负载的金属盐、催化剂、酸化剂的质量比为(0.2～0.7)：(0.05～0.2)：(0.05～0.2)。进一步地，水族系统过滤材料的制备方法为：制备具有缓释功能的酸化剂：将酸化剂与赋形剂按比例均匀混合后，再由缓释材料按比例均匀包埋，制成具有缓释功能的酸化剂，其中，酸化剂：赋形剂：缓释材料的质量比例为1：(0.1～0.5)：(0.3～1)，赋形剂为二氧化硅；将上述的用于水族系统的活性炭、催化剂、具有缓释功能的酸化剂磨碎混匀后，以黏合剂将各组分粘合，制成颗粒物，即得；过滤材料中用于水族系统的活性炭、金属盐、催化剂、具有缓释功能的酸化剂、黏合剂的质量比为(0.2～0.5)：(0.2～0.6)：(0.03～0.1)：(0.02～0.1)：(0.02～0.1)。进一步地，缓释材料为乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、丙烯酸树脂、虫胶、海藻酸钠、麦芽糊精、改性淀粉、硬脂酸、硬脂酸镁、羧甲基纤维素钠、黄原胶中的一种或多种。进一步地，黏合剂为黏土、硅酸钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。上述过滤材料在水族养殖系统的原位水体处理中的应用。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中的过滤材料在水中可产生强氧化能力的羟基自由基，可降解有机废物及杀菌。此外，过滤材料的消耗，活性炭会以粉末形式随水飘出，表面的剥落更新，有利于长时间保持净水效果。2、本专利技术所添加的金属为多种金属复合物，在使用过程中产生的铁离子、铝离子及锌离子，与羟基自由基结合后产生氢氧化铁、氢氧化铝及氢氧化锌，可作为持续性释出的絮凝剂，将水中的有机物及杂质沉积，达到澄清水质的效果。3、本专利技术可根据不同的养殖条件及水质状况，选择添加不同的催化剂以增加水中溶氧量及有机废物的氧化反应。4、本专利技术添加的酸化剂为生理反应中的中间酸，对生物体不会产生有害作用，并且还可达到抑菌效果，同时可使电解反应的微环境维持在酸性，有利于降低活性炭中结块、短流、沟流等现象，时解决水逐渐变碱而不利于生物体生存的问题，在酸化剂的作用下，经该过滤材料处理的水也可以维持在接近中性的酸碱值，可直接于水族系统中进行循环利用。附图说明图1为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体的COD浓度随时间的变化图；图2为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体的氨氮浓度随时间的变化图；图3为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体的硝酸盐浓度随时间的变化图；图4为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体的亚硝酸盐浓度随时间的变化图；图5为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体的溶解氧浓度随时间的变化图；图6为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体的含菌量随时间的变化图；图7为不同过滤材料处理水族箱的过程中水体pH值随时间的变化图。具体实施方式下面进一步列举实施例以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水族系统的活性炭，其特征在于：制备方法包括以下步骤：1)将活性炭于金属盐溶液中浸渍，然后干燥，其中金属盐为铁、铝、锌、铜、锰的水溶性金属盐中的两种或两种以上组成的混合物；2)将吸收金属盐溶液的活性炭在隔绝空气的条件下进行煅烧即得。

【技术特征摘要】
1.一种用于水族系统的活性炭，其特征在于：制备方法包括以下步骤：1)将活性炭于金属盐溶液中浸渍，然后干燥，其中金属盐为铁、铝、锌、铜、锰的水溶性金属盐中的两种或两种以上组成的混合物；2)将吸收金属盐溶液的活性炭在隔绝空气的条件下进行煅烧即得。2.根据权利要求1所述的用于水族系统的活性炭，其特征在于：金属盐为以下混合物中的一种：铁、铝的水溶性金属盐混合物；铁、铝、铜的水溶性金属盐混合物；铁、铝、锌、锰的水溶性金属盐混合物；铁、铝、铜、锌、锰的水溶性金属盐混合物。3.根据权利要求1所述的用于水族系统的活性炭，其特征在于：金属盐为以下混合物中的一种：铁、铝的水溶性金属盐以质量比(30～40)：(5～15)混合的混合物；铁、铝、铜的水溶性金属盐以质量比(30～35)：(5～15)：(1～8)混合的混合物；铁、铝、锌、锰的水溶性金属盐以质量比(20～30):(5～15):(3～7):(3～7)混合的混合物；铁、铝、铜、锌、锰的水溶性金属盐以质量比(20～30):(5～15):(1～8):(3～7):(3～7)混合的混合物。4.根据权利要求1所述的用于水族系统的活性炭，其特征在于：煅烧温度为400～1100℃。5.一种过滤材料，其特征在于：含有权利要求1～4任一项所述的用于水族系统的活性炭，过滤材料中还含有酸化剂、催化剂中的一种或多种，催化剂为电解质、导体、或可通过水解反应产生羟基自由基或氧气的物质。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志坚，克里斯托弗肯尼斯克莱夫，简廷涵，
申请(专利权)人：太阳高新技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44