[發(fā)明專利]柱撐水滑石的制備方法及其用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810060672.6
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101269867A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉瑛;夏枚生;姚志通;李秀悌;陳雪剛;靳明建
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柱撐水滑石的制備方法及其用途。

背景技術(shù)

海洋、湖泊、河流中有害藻類的爆發(fā)(在海水中俗稱為赤潮，淡水中俗稱為藻華)已成為全球性的環(huán)境問題。它不僅使水質(zhì)惡化、缺氧，造成大量魚類死亡，而且藻類代謝過程中產(chǎn)生的藻毒素可進(jìn)入食物鏈導(dǎo)致人類疾病甚至死亡。自來水廠、膜處理水工藝過程中，藻類會粘附在濾料或過濾膜表面，堵塞裝置，造成頻繁反沖洗；另外某些藻類尺寸很小，可穿透濾池進(jìn)入給水管網(wǎng)中，影響水質(zhì)。目前已公開的藻類去除技術(shù)主要有化學(xué)法、生物法、氣浮法以及絮凝沉降法。化學(xué)法具有見效快、易操作等優(yōu)點(diǎn)，但化學(xué)滅殺劑具有一定的毒性，存在二次污染和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等問題；另外，大部分化學(xué)滅殺劑成本高，該法經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益欠佳。生物法包括用微生物或病毒殺滅藻細(xì)胞，然而一種微生物或病毒往往只對一個(gè)種藻具有專一殺滅活性。由于引起赤潮或水華的藻種繁多，同時(shí)也由于赤潮和水華的爆發(fā)具有突發(fā)性，難以在短期內(nèi)針對某一藻種培養(yǎng)出大量具有專一殺滅性的病毒；此外，由于藻類對病毒的侵染可產(chǎn)生抗性及免疫性，同一微生物或病毒難以對某種藻持續(xù)發(fā)揮殺滅作用。該法因選擇性限制、操作復(fù)雜、成本高等原因，難以廣泛、大規(guī)模應(yīng)用。氣浮法是一種用機(jī)械收獲的方法，耗時(shí)又耗錢，難以應(yīng)用于大面積天然水體污染的清除。絮凝沉降法包括化學(xué)絮凝劑及用粘土沉降藻。化學(xué)絮凝劑(如復(fù)合聚合鋁、鐵等)大多數(shù)具有毒性，它們干擾了自然狀態(tài)下的生物群落，破壞了生態(tài)平衡，并可能導(dǎo)致水生生物死亡，被公認(rèn)為不宜用于天然水體系。目前在國際上被廣泛研究的方法是利用粘土及其改性產(chǎn)品絮凝去除赤潮生物，該法由于資源豐富、無害或低毒而受到推崇。但通常粘土顆粒和海水中的藻細(xì)胞表面都帶負(fù)電[文獻(xiàn)1]，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須大量播撒粘土，大面積治理赤潮和水華會造成原料量和淤渣量過大的問題。根據(jù)俞志明等[文獻(xiàn)2-5]提出的提高粘土去除赤潮生物能力的粘土表面改性理論，粘土表面改性旨在降低粘土粒子與藻細(xì)胞間的靜電斥力，增加粘土顆粒與赤潮生物細(xì)胞間的橋聯(lián)作用。根據(jù)[文獻(xiàn)6]的研究，利用有機(jī)陽離子表面活性劑HDTMAB改性粘土礦物可以使粘土顆粒的表面電性反轉(zhuǎn)，降低粘土顆粒與藻細(xì)胞間的靜電斥力，提高了粘土去除藻細(xì)胞的能力。目前粘土的改性主要是通過季銨鹽型陽離子表面活性改性，改性后雖可使粘土顆粒表面電性反轉(zhuǎn)，但改性粘土表面正電荷的密度仍較低，改性粘土顆粒與藻細(xì)胞之間的吸附作用仍有待進(jìn)一步提高。如何提高粘土礦物對赤潮生物的去除能力，減少粘土的用量，是該方法存在的主要問題。

水滑石是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的陰離子型材料，表面帶永久正電荷，層間充填了羧酸根或其它陰離子，層板元素和層間離子具有可調(diào)變性。通過兩性離子型表面活性劑插入水滑石的層間，形成穩(wěn)定的表面帶高密度正電荷的柱撐水滑石，增強(qiáng)顆粒與藻細(xì)胞之間的吸附作用，可大大提高了對帶負(fù)電荷的藻類的絮凝去除能力。

參考文獻(xiàn)

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