[發明專利]一種去除微囊藻毒素改良活性炭及制備方法

有效

• 申請號: 201210044040.7
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102580677A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 宋立榮;戴國飛;甘南琴;陳偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院水生生物研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及富營養化水體藍藻水華中微囊藻毒素的去除技術領域，更具體涉及一種去除微囊藻毒素的新型改性活性炭，同時還涉及一種去除微囊藻毒素改性活性炭的制備方法，新的改性活性炭適用于受藍藻水華污染的自然水體中微囊藻毒素快速去除。

背景技術

藍藻水華是近年來水體不斷富營養化的結果，工農業的急速發展加速了氮磷等富營養鹽的排放和水體的富營養化。藍藻水華給水體的危害很多，其中之一就是部分藍藻釋放到水體的微囊藻毒素。微囊藻毒素是一種環狀多肽的致癌分子，其分子量大概在1000，其化學性質比較穩定，一般情況下比較難降解和去除。1996年，巴西的一家醫院因為誤用了含有微囊藻毒素的水給病人使用，導致了50多位病人去世的惡性后果。我國江蘇海門部分地區的高癌癥爆發率也有許多報道證明與微囊藻毒素有很大關聯。因此，微囊藻毒素的去除，是全世界和我國的一項非常緊迫和重要的課題。

目前已經報道的微囊藻毒素去除方法有：氯氣/臭氧/高錳酸鉀等強氧化劑氧化法，Fenton(Fe+H₂O₂)催化氧化法，二氧化鈦光降解等。但各種方法的局限性都很大，實用可行性還存在諸多問題，尚需要非常進一步深入的研究和摸索。氧化法是一種比較靈活方便實用的方法，但是該方法受水體環境因子的干擾性太大，很容易在毒素尚未反應之前就與其他水體不飽和雜志發生氧化反應，造成有些毒素氧化不完全而帶來隱患。此外，過量的氧化劑比如高錳酸鉀，還可以直接氧化破裂微囊藻藻體的結構，造成毒素的二次釋放和污染。二氧化鈦光降解和Fenton氧化目前研究的比較多，但是這些技術在實際應用的使用成本較高，而且相關的工序和設備也比較復雜和高昂，目前這些技術大規模使用還遠不夠成熟。

活性炭吸附是一種相對比較簡單而實用的水體凈化技術，在許多的污水處理工間都有很大的應用。傳統活性炭在微囊藻毒素去除上也有比較多得報道，但比較明顯的缺點在于吸附量不夠大，吸附平衡的時間比較長，這兩個因素極大地限制了活性炭本身的性能。本專利通過對活性炭表面的性質進行定向得改進，把金屬離子通過化學絡合反應和物理吸附反應固定到活性炭上去。改性后的活性炭，不僅可以極大的提高活性炭本身的最大毒素吸附量，還可以大幅提高毒素的吸附速度和吸附效率，極大地節約活性炭在水處理工藝中的的耗時。

發明內容

本發明的目的是在于提供了一種快速去除微囊藻毒素改良活性炭，配方合理，使用方便，極大地提高了活性炭對微囊藻毒素的吸附速度.在目標試驗中，處理相同量的微囊藻毒素，傳統粉末活性炭用16小時吸附去除效率在75％左右，經過離子表面改性以后，短短5分鐘，相同量的改良活性炭即可去除85％左右的毒素。本工藝是基于一種比較成熟和使用廣泛的水處理工藝(活性炭處理污水)，通過對活性炭表面進行改性，用化學絡合以及物理吸附的方法，把金屬離子固定到活性炭表面上去。由于活性炭上含有比較多得羰基官能團和羥基官能團，本身可以吸附比較多的金屬離子，因此改性后的活性炭，表面具有比較多的離子性質。從而改良后的活性炭可以通過離子與毒素之間的快速絡合反應來達到快速去除微囊藻毒素的目的。

本發明的另一個目的是在于提供了一種快速大量去除微囊藻毒素改良活性炭的制備方法，方法易行，該材料具備快速，操作簡單，非常適合大規模制備，在未進行改良前，粉末活性炭的最大毒素吸附量為58.82毫克/克，平衡時間在16-24小時，經過改良后的活性炭，其最大吸附量為126.61毫克/克，平衡時間在2小時以內，最大吸附量翻倍提高，時間也被大大縮短。改性后的活性炭，保留了傳統活性炭的多介孔性質，有利于毒素的吸附。而且還增加了一個新的毒素吸附渠道，即離子絡合反應吸附毒素。改性活性炭表面的離子可以以絡合的方式再次吸附毒素，從而在傳統活性炭的多孔吸附上進一步提高毒素的吸附量。而且，申請人通過表征，申請人發現改性后的活性炭性質比較穩定，不會發生金屬離子的解吸附從而在飲用水處理時造成不必要的離子污染。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比組成：

一種快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比組成(較好范圍)：

一種快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比組成(優選范圍)

一種快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比組成(優選值)

一種快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比組成