[發(fā)明專利]一種包埋碳素材料的高分子凝膠球的制備工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310690546.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN104707577A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于明森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島勝利鍋爐有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種包埋碳素材料的高分子凝膠球的制備工藝。

背景技術(shù)

中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示，目前，我國(guó)長(zhǎng)江，黃河，珠江，松花江，淮河，海河，遼河7大水系的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面中，有近40%斷面水質(zhì)為v類或劣v類，存在嚴(yán)重的環(huán)境隱患。工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成極大破壞，大量含酚廢水的排放對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成明顯的危害。含酚廢水來(lái)源廣泛，主要來(lái)自焦化、樹脂、煤氣、香料、絕緣材料、石油煉制等工業(yè)部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酞胺纖維、合成染料、有機(jī)農(nóng)藥和酚醛樹脂生產(chǎn)過(guò)程，人工合成的有機(jī)物質(zhì)如農(nóng)藥、酚、醛等主要通過(guò)石油化工的合成過(guò)程及產(chǎn)品使用過(guò)程中排放出的污水，不經(jīng)處理排入水體而造成污。大氣中的酚類可以通過(guò)濕沉降的途徑進(jìn)入水體。。吸附法去除苯酚，不需要龐大的構(gòu)筑物，簡(jiǎn)便易行。此法依據(jù)吸附劑的巨大比表面積來(lái)進(jìn)行吸附，而隨著吸附劑顆粒粒徑減小，其比表面積增大的同時(shí)，吸附劑也存在了易飛散、不易固定的缺點(diǎn)，且吸附劑往往不具備選擇性吸附性能。眾所周知，粉末活性炭及碳納米管作為大比表面積的吸附劑，其吸附性能優(yōu)異，但是它粒徑小，不易固定，對(duì)有機(jī)污染物沒(méi)有選擇性吸附性能，且吸附過(guò)程中回收困難，碳納米管同時(shí)還存在一定的生物毒性。因此開發(fā)高效安全的吸附劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種包埋碳素材料的高分子凝膠球的制備工藝，采用包埋固定技術(shù)，將碳素材料（粉末活性炭和碳納米管）的高吸附性能與高分子材料的包埋固定性能相結(jié)合，去除廢水中的苯酚。將具有優(yōu)異吸附性能的粉末吸附劑進(jìn)行包埋固定，在不影響吸附效率的同時(shí)，也為粉末吸附劑的再生及避免潛在的生物毒害做了準(zhǔn)備，并預(yù)通過(guò)改變包埋條件，使其具有選擇性的吸附性能，增大其有效的吸附容量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，發(fā)明一種包埋碳素材料的高分子凝膠球的制備工藝。其技術(shù)方案是一種包埋碳素材料的高分子凝膠球的制備工藝，其特征：以海藻酸鈉、聚乙烯醇為包埋劑，通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)制備成凝膠球，對(duì)粉末活性炭和碳納米管進(jìn)行包埋固定，制取包埋碳素材料的高分子凝膠球作為工業(yè)廢水處理用的吸附劑。

具體工藝流程：粉末活性炭體、碳納米管置于干燥箱中100℃干燥12小時(shí)，密封備用。稱取一定量的聚乙烯醇，加蒸餾水于70℃下加熱溶解，冷卻后，添加適量海藻酸鈉，配制成海藻酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)與聚乙烯醇溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1%的混合溶液，并采用機(jī)械攪拌與超聲分散相結(jié)合的方法將0.059粉末活性炭、碳納米管分別均勻分散于其中，滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的CaCl₂溶液中，通過(guò)12小時(shí)固化，用大量水沖洗，于蒸餾水中浸泡備用。

本發(fā)明的特點(diǎn)是：本發(fā)明改進(jìn)后的吸附法因其不需龐大的構(gòu)筑物，具有投資少，效果好的優(yōu)點(diǎn)。將具有優(yōu)異吸附性能的粉末吸附劑進(jìn)行包埋固定，在不影響吸附效率的同時(shí)，也為粉末吸附劑的再生及避免潛在的生物毒害做了準(zhǔn)備，并預(yù)通過(guò)改變包埋條件，使其具有選擇性的吸附性能，增大其有效的吸附容量。通過(guò)凝膠包埋法將優(yōu)越吸附性能的碳素材料包埋具有以下特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)便，吸附劑與單體或聚合物一起聚凝，被包埋在形成的聚合物之中；條件溫和，可選用不同的聚合物載體，不同的包埋系統(tǒng)和條件；穩(wěn)定性好；交換容量高等。因此本發(fā)明的包埋碳素材料的高分子凝膠球顯著提高吸附性能，可處理印染廢水、含重金屬?gòu)U水、含酚廢水陰、難降解有機(jī)廢水，可有效降解廢水中的氮、磷、氰等，具有廣闊市場(chǎng)前景。

具體實(shí)施方式

一種包埋碳素材料的高分子凝膠球的制備工藝，其特征：以海藻酸鈉、聚乙烯醇為包埋劑，通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)制備成凝膠球，對(duì)粉末活性炭和碳納米管進(jìn)行包埋固定，制取包埋碳素材料的高分子凝膠球作為工業(yè)廢水處理用的吸附劑。

具體工藝流程：粉末活性炭體、碳納米管置于干燥箱中100℃干燥12小時(shí)，密封備用。稱取一定量的聚乙烯醇，加蒸餾水于70℃下加熱溶解，冷卻后，添加適量海藻酸鈉，配制成海藻酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)與聚乙烯醇溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1%的混合溶液，并采用機(jī)械攪拌與超聲分散相結(jié)合的方法將0.059粉末活性炭、碳納米管分別均勻分散于其中，滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的CaCl₂溶液中，通過(guò)12小時(shí)固化，用大量水沖洗，于蒸餾水中浸泡備用。