[發明專利]一種用于水污染治理的納米吸附材料

無效

• 申請號: 201310674148.9
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103657611A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 趙兵
• 申請（專利權）人: 趙兵
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F3/34;C02F3/10
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種用于水污染治理的納米吸附材料，屬于水處理領域。

背景技術

隨著社會經濟的不斷發展，工農業廢水排放量越來越大。據調查數據顯示：我國天然湖泊約為910萬hm²，其中85％有不同程度的富營養化現象，50％的湖面出現中度以上的富營養化，使水體生態系統受到毀滅性的打擊。為了滿足人類社會可持續發展的需要和實現人與自然的和諧發展，受污染水體修復的研究和實踐成為當前熱點問題。

對于污染水體的治理技術有多種，從治理的方式來看，主要分為三大類：物理治理方法、化學治理方法以及生物和生態治理方法。物理方法主要有截污(控制外源)、底泥疏梭、曝氣復氧以及引水調水等技術。例如2007年為了緩解藍藻暴發引發的供水危機，直接從長江調了27億m³水進入太湖。化學方法主要是通過向水體投加化學藥劑以及其他絮凝沉淀劑等，達到降低水體COD，去除水體中的氮、磷、重金屬、藻類的目的。生物和生態修復技術主要有微生物治理技術、人工濕地技術、植物修復技術等。

其中吸附法因容易制備、成本低、吸附效果好而被大規模使用。常用的吸附材料有活性炭、殼聚糖等高分子吸附劑、微生物吸附劑、礦物類吸附劑等。但是絕大多數吸附劑都只適用于特定的場合，例如中國發明專利CN201210233052.4報道了一種以納米電氣石、納米二氧化鈦、改性沸石、蒙脫石為主要成分，并負載復合菌的生物水體修復劑，主要用于修復水產養殖水質；中國發明專利201210091217.9報道了一種除磷載鐵活性炭吸附劑，主要用于有效去除鐵鹽以及水體無機磷污染物；中國發明專利CN201210196736.1采用改性蒙脫土、活性碳、電氣石為原料制備了一種多介質生物濾料；中國發明專利201310033193.6報道了一種石墨烯-低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷復合材料用于吸附重金屬；中國發明專利200910265063.9報道了一種用于制革廢水處理的改性凹土吸附劑。能夠適用于多場合的吸附材料目前還未見報道。

發明內容

本發明針對傳統吸附材料只能適用于單一場合的不足，采用納米電氣石、改性活性炭、改性氧化石墨烯、納米凹土等納米級材料和樹脂材料復配，具有極大的比表面積、精細的三維結構和合適的表面吸附電荷，可作為微生物膜載體，發展出數量巨大、物種豐富、活性極高的微生物群落，并通過微生物的代謝作用高效降解廢水中的有機污染物。同時本發明作為一種吸附材料，也可以有效吸附污水中的重金屬、懸浮物。

本發明通過下述技術方案予以實現：

(1)制備納米電氣石：以天然電氣石原料，通過粉碎加工而成，粒度為8000-10000目；

(2)制備改性活性炭：采用0.1-10.0mol／L鹽酸浸泡粉末活性炭1～24h，用去離子水洗凈，然后在溫度300-500℃的馬弗爐中處理5-20h；

(3)制備納米凹土：配制質量分數為1％-20％的凹土溶液，加入質量分數為3％-5％的六偏磷酸鈉水溶液中，超聲攪拌30-240min使其充分分散，自然靜置，取上層懸浮液過濾、烘干、研磨，制得納米凹土；

(4)制備改性氧化石墨烯：采用Hummers法制得氧化石墨，將質量分數為1％-4％氧化石墨和1％-4％的交聯劑放入燒杯中加入去離子水，超聲2-4h，得到均勻分散的氧化石墨烯溶液，其中交聯劑為乙二醛、戊二醛、二縮水甘油醚中的一種或多種，配置1-20g／L的氧化石墨烯溶液，溶劑為二甲基亞砜DMSO，加入端氨基超支化聚合物，其中端氨基超支化聚合物與氧化石墨烯的質量比為1：10-10：1，超聲反應1-5h，高速離心、沉淀、干燥得到改性氧化石墨烯粉末；

(5)將重量百分比為30～55％的納米電氣石，20～35％的改性活性炭；10～20％的納米凹土；8～22％的改性氧化石墨烯；1～5％的合成樹脂復配即可制得本發明所述的用于水污染治理的納米吸附材料，其中樹脂為丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或多種。