一种以高岭土为基体的净水材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及净水材料技术领域，尤其涉及一种以高岭土为基体的净水材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的以高岭土为基体的净水材料的制备方法，包括以下步骤：将高岭土、改性剂和水混合，进行水热反应，得到以高岭土为基体的净水材料；所述改性剂为有机改性剂或无机改性剂，所述有机改性剂为十八烷基三甲基氯化铵，所述无机改性剂为聚合氯化铝、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、AlCl3和FeCl3中的一种或多种；所述高岭土的粒径为200～400目。本发明专利技术的净水材料能高效地除藻净水，同时对环境友好安全。同时对环境友好安全。同时对环境友好安全。

【技术实现步骤摘要】
一种以高岭土为基体的净水材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及净水材料
，尤其涉及一种以高岭土为基体的净水材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着城市和工业的不断发展，以及农业化肥和含磷洗涤剂的大量使用，不合理的开垦、放牧造成大面积的土壤侵蚀和退化，使得地表径流中营养物质含量大为提高，加上大量未经处理的城市生活污水和工农业废水流入江河湖泊中，使湖泊、江河中的氮、磷等营养盐不断积累，促使部分藻类以及其他水生生物异常大量繁殖，从而造成富营养化进程进一步加速发展。在富营养化不断加剧的体系中，营养消费量并不能和营养增加量保持一致，更易于藻类的大量生长乃至水华肆虐。已有研究表明，全球范围内水华事件的发生频率呈升高趋势，影响规模不断扩大，持续时间也越来越长。因世界上25～70％的蓝藻水华可产生藻毒素，蓝藻水华污染的水体因有毒蓝藻细胞破裂后会向水体中释放多种不同类型的藻毒素进而引起更严重的次生灾害和生态安全风险。因此，控制蓝藻水华的发生，减少污染和降低生态风险意义重大。
[0003]目前常用的蓝藻水华控制方法为化学除藻，如投加生石灰、硫酸铜、改性明矾、改性粘土、2,2-二溴-3-氮川丙酰胺(DBNPA)等。化学除藻无疑是一种效果显著、见效快的有效途径，常用于水体的应急处理，但仅能在短时间内对水体中藻类有一定的控制作用，且化学杀藻剂往往具有不同程度的毒副作用。因此，寻找一种能够高效除藻且安全性较高的环保净水材料，变得十分必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种以高岭土为基体的净水材料及其制备方法和应用，本专利技术的净水材料能高效地除藻净水，同时对环境友好安全。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种以高岭土为基体的净水材料的制备方法，包括以下步骤：将高岭土、改性剂和水混合，进行水热反应，得到以高岭土为基体的净水材料；
[0007]所述改性剂为有机改性剂或无机改性剂；所述有机改性剂为十八烷基三甲基氯化铵，所述无机改性剂为聚合氯化铝、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、AlCl3和FeCl3中的一种或多种；
[0008]所述高岭土的粒径为200～400目。
[0009]优选的，所述改性剂和高岭土的质量比为1：(10～25)。
[0010]优选的，所述高岭土与水的固液比为比1g：(2～5)mL。
[0011]优选的，所述水热反应的温度为300～600℃。
[0012]优选的，所述水热反应的时间为4～8h。
[0013]优选的，完成所述水热反应后，还包括将所述水热反应的产物依次进行洗涤和干燥。
[0014]优选的，所述改性剂为有机改性剂时，所述洗涤依次采用无水乙醇和水洗涤；
[0015]所述改性剂为无机改性剂时，所述洗涤采用的洗液为水。
[0016]优选的，所述干燥在真空环境下进行；所述干燥的时间为6～8h；
[0017]所述改性剂为有机改性剂时，所述干燥的温度为75℃～85℃。
[0018]所述改性剂为无机改性剂时，所述干燥的温度为100℃～110℃。
[0019]本专利技术提供了上述方案所述制备方法制备得到的以高岭土为基体的净水材料。
[0020]本专利技术提供了上述方案所述的以高岭土为基体的净水材料在处理有害藻华废水中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种以高岭土为基体的净水材料的制备方法，包括以下步骤：将高岭土、改性剂和水混合，进行水热反应，得到以高岭土为基体的净水材料；所述改性剂为有机改性剂或无机改性剂，所述有机改性剂为十八烷基三甲基氯化铵，所述无机改性剂为聚合氯化铝、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、AlCl3和FeCl3中的一种或多种；所述高岭土的粒径为200～400目。
[0022]高岭土具有特殊的片层状结构和多孔结构，本专利技术由于采用200～400目的高岭土，使其具有较大的比表面积，所以无论是有机改性剂还是无机改性剂都能够在微观上与高岭土进行接触，这有利于后续水热合成反应时，有机改性剂和无机改性剂与高岭土吸附结合在一起。在水热反应中，有机改性剂十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)与高岭土通过静电引力结合，一定量的OTAC可以使高岭土表面的负电荷转变成正电荷，同时其较长的分子链也增加了所制得的材料与有害藻类的有效碰撞；所选的无机改性剂除了本身的水解产生阳离子，还能够形成胶体，进一步提高对藻类的吸附，水热反应过程中，由于高岭土表面带负电荷，带正电荷的无机改性剂一方面通过静电引力与高岭土结合，同时无机改性剂也可与高岭土之间发生离子交换将金属离子插入高岭土结构中。通过本专利技术方法制备的净水材料，比表面积大，正电性增强，而水体中藻细胞表面一般带有负电荷，与净水材料之间通过静电吸附作用凝聚在一起形成絮体，藻类絮体自身不仅因重力作用沉降进入水体，在沉降过程中也能网捕住其它藻细胞一同沉降进入水底，从而能够高效去除藻类，同时对环境友好安全。
[0023]本专利技术提供的方法由于有机改性剂和无机改性剂与高岭土通过静电引力和离子交换反应生成，因此，结合牢固，性质稳定。
[0024]此外，本专利技术中选用高岭土为原料，原料资源丰富，价格低廉，且无毒无污染，获取过程简单可控，适合大规模生产，具有较高的经济效益，不仅为环保净水材料的制备提供了方向，而且为高岭土高效高价值利用提供新的思路。
附图说明
[0025]图1为未改性高岭土的SEM图；
[0026]图2为实施例1经OTAC改性后得到的净水材料的SEM图；
[0027]图3为实施例5经AlCl3改性后得到的净水材料的SEM图；
[0028]图4为实施例4经Fe2(SO4)3改性后得到的净水材料的SEM图；
[0029]图5为实施例3经Al2(SO4)3改性后得到的净水材料的SEM图；
[0030]图6为实施例2经PAC改性后得到的净水材料的SEM图；
[0031]图7为实施例7经PAC/FeCl3改性后得到的净水材料的SEM图；
[0032]图8为实施例6经FeCl3改性后得到的净水材料的SEM图。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供了一种以高岭土为基体的净水材料的制备方法，包括以下步骤：将高岭土、改性剂和水混合，进行水热反应，得到以高岭土为基体的净水材料；
[0034]所述改性剂为有机改性剂或无机改性剂；所述有机改性剂为十八烷基三甲基氯化铵，所述无机改性剂为聚合氯化铝、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、AlCl3和FeCl3中的一种或多种；
[0035]所述高岭土的粒径为200～400目。
[0036]在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
[0037]本专利技术将高岭土、改性剂和水混合，得到混合料。
[0038]在本专利技术中，所述高岭土的粒径为200～400目，优选为250～350目。在本专利技术中，当高岭土的粒径不满足上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以高岭土为基体的净水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将高岭土、改性剂和水混合，进行水热反应，得到以高岭土为基体的净水材料；所述改性剂为有机改性剂或无机改性剂；所述有机改性剂为十八烷基三甲基氯化铵，所述无机改性剂为聚合氯化铝、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、AlCl3和FeCl3中的一种或多种；所述高岭土的粒径为200～400目。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性剂和高岭土的质量比为1：(10～25)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高岭土与水的固液比为1g：(2～5)mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为300～600℃。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌，周秀秀，金平，冯兵，刘燕，刘足根，钟晓聪，鲁秀国，
申请(专利权)人：江西省环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：