[發明專利]載銀活性炭制備方法及其在自來水凈化處理中的應用

有效

• 申請號: 201110280501.6
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102381704A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 楊宇峰;陳鵬;尤為;湯順清;王慶
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C01B31/08
• 分類號: C01B31/08;C02F1/50;C02F1/28
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;陳燕嫻

技術領域

本發明涉及一種活性炭，特別涉及一種載銀活性炭制備方法及其在自來水凈化處理中的應用。

背景技術

自來水在人們的生活和工作中起著重要的作用，如何提高自來水的質量以保證人們的日常用水安全具有重要意義。目前改善自來水水質的方法主要有消毒法，其中液氯消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒廣泛用于自來水處理中。臭氧具有優良的殺菌消毒作用，是目前加藥消毒法中最有效的消毒劑。隨著生活水平的不斷提高，人們對水質的要求也在不斷提高，臭氧消毒的應用將不斷增加。

臭氧在水中分解可以產生二級氧化劑——羥基自由基。羥基自由基是一種非選擇性的強氧化劑，具有很強的氧化能力，可導致許多有機物徹底降解礦化。對諸如病毒、芽孢等具有強的殺傷力，對液氯殺毒效力較差的微生物都有強大的殺傷力。此外，臭氧分解產生的初生態氧還具有很強的融入細胞壁的能力，從而破壞細菌機體鏈狀結構，導致細菌死亡，達到消毒的目的。研究表明，臭氧可將大分子、難生物降解的有機物轉化為小分子或易生物降解的有機物，使自來水再次受到細菌污染的可能性增加。因此，臭氧不單獨用于水處理廠末端的消毒工藝中。針對臭氧難以處理小分子有機物的問題，臭氧-活性炭聯用技術應運而生。活性炭表面是微生物生長繁殖的良好環境，活性炭對有機物的吸附以及活性炭表面的微生物膜對有機物的分解使得有機物被徹底吞噬或分解成小分子。臭氧-活性炭聯用技術使得自來水的水質明顯提高，有良好的應用前景。

但是在臭氧-活性炭聯用技術的應用過程中也發現了一些問題，生物活性炭炭池中大量的微生物、小分子有機物質及豐富的溶解氧為一些浮游動物的滋生提供了有利條件。如何降低水中浮游動物是急需解決的問題。特別是抑制寄生在活性炭層浮游動物卵的數量以及卵孵育成幼蟲環節，可望大大減少卵的數量和幼蟲數量。銀離子具有一定的殺菌效果，吸附在活性炭表面納米態銀容易釋放銀離子。根據銀離子的這一特性，采用負載氧化銀/納米銀的辦法，使活性炭表面具有調控生物膜形成，殺滅附著在生物膜上的水生動物卵(或幼蟲)功能，降低飲用水中無脊椎動物數量，達到改善水質目的。

載銀活性炭的制備方法主要包括浸漬法、摻雜法、電化學沉積法、還原法等。浸漬法是將活性炭洗凈后放在含銀溶液中浸漬一段時間，干燥，即可得載銀活性炭。摻雜法是將有機銀添加在炭的前體中，經炭化、活化而制備載銀活性炭的過程；摻雜法在制備過程中可以使銀顆粒更加細小，提高對病原微生物的殺滅作用。電化學沉積法是溶液中主要金屬離子在直流電場作用下，因擴散、對流、電遷移等傳質手段到達作為陰極的活性炭表面與其表面官能團發生離子交換反應，金屬離子得到電子而還原為金屬原子，并進一步結晶排列為金屬層的過程。還原法是將活性炭浸漬在含銀溶液中一段時間，然后用一種還原劑把銀離子還原成單質銀的過程；該法可以實現活性炭與銀的較強結合?；钚蕴繉︺y離子具有良好的吸附性能，浸漬法制備載銀活性炭工藝簡單，成本低，無污染，銀分布在活性炭表面，有利于殺菌，但活性炭對銀主要是物理吸附，銀極易流失，不能達到持久殺菌的效果。摻雜法、還原法、電化沉積法制備工藝比較復雜，成本也較高，不利于大規模的制備。對于自來水廠的大規模水處理而言需要一種工藝簡單、殘留化學物少以減少對水體的污染、殺菌效果持久、成本低的活性炭制備方法。

專利號為200410068909.7、名稱為“一種載銀活性炭及其制備方法與應用”是將活性炭用蒸餾水洗凈、烘干、放涼與配好的硝酸銀、氨水溶液共浸并振蕩棄去水相、再烘干放涼與配好的碘化鉀溶液共浸并振蕩、烘干、洗滌、再烘干而制得。此制備方法的銀離子吸附率不夠高，銀離子在活性炭表面吸附不夠牢固，難以達到長久殺菌的效果，適合用于小型水凈化設備，如礦泉壺。但是自來水廠的水處理量極大，而且自來水在通過載銀活性炭顆粒時對其表面有較大的作力，因此要求銀離子吸附率高而且吸附牢固，同時需要處理后非銀化學官能團徹底消失，以免影響水體質量。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種載銀活性炭的制備方法。

本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法得到的載銀活性炭。

本發明的再一目的在于提供載銀活性炭在自來水凈化處理中的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種載銀活性炭的制備方法，包含以下步驟：

(1)用水配制濃度為100～1000毫克/升的硝酸銀溶液；

(2)將步驟(1)得到的硝酸銀溶液與清洗干凈的粒狀活性炭按銀/炭質量比為0.1～0.5∶100混合，于5～50℃攪拌反應12～48小時，得到吸附銀離子的活性炭；