[發明專利]一種應用于懸浮污染處理的復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410193567.5
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN104014303A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 奉向東
• 申請（專利權）人: 奉向東
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/10;B01J20/12;B01J20/30;B01D39/14;C02F1/28
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種應用于懸浮污染處理的復合材料及其制備方法。

背景技術

2013年年初，我國近七分之一的國土面積相繼被霧霾籠罩，嚴重的霧霾天氣對大氣、交通安全、人體健康等都帶來了巨大的危害。全國74個監測城市中，有33個城市的部分檢測站點PM2.5檢測數據超過300，空氣質量達到了嚴重污染。京津冀區域城市的80個國家網監測點位中半數以上出現空氣質量連續超標現象，長三角區域城市的129個國家網監測點位約有三分之一出現空氣質量連續超標現象。其他直轄市及省會城市的監測點位也有不同程度空氣質量超標。其中北京市部分地區PM2.5實時數據還曾一度超過900，檢測設備爆表，超過空氣質量日均值標準（75μg/m3）的十倍以上，并超過AQI日報嚴重污染等級（500μg/m3）的約一倍。首都一時之間變成“首毒”，國外的媒體甚至戲稱，北京已經變成機場中的吸煙室。同樣，液體廢水中的懸浮物處理特別是譬如含納米懸浮物的炭黑廢水處理也是工業界面臨的一大難題。霧霾或空氣中納米顆粒的清除和液體中納米懸浮物去除一直都沒有行之有效的處理技術。因此急需一種應用于懸浮污染處理的復合材料及其制備方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種應用于懸浮污染處理的復合材料及其制備方法，能夠清除液體或氣流中的顆粒懸浮物。?

本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料，包括多孔性無機材料，所述多孔性無機材料經混合、制粉、成型、干燥、燒結工藝制備而成，在燒結好的多孔性無機材料上用化學處理方法來改變多孔性無機材料表面的憎水性能。

本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料，所述多孔性無機材料選自瓷粉、釉料、煤炭粉、粘土、煤矸石、鋁礬土、石英粉、方解石、鉀長石、煅燒高嶺土、滑石粉、石墨粉、膨潤土、三聚磷酸鈉中的一種或多種。

本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料，所述化學處理方法分別采用以下幾種方式：

1）通過稀酸使多孔性無機材料表面羥基化達到親水的目的，所用的稀酸為稀硫酸、稀鹽酸或稀硝酸；

2）通過改性劑將憎水碳鏈鍵合在多孔性無機材料表面，使其具有憎水性能，改性劑選自辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷中的一種；

3）多孔性無機材料在高溫下與氨氣反應而生成氮化硅表面，使其具有憎水性能。

本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將多孔性無機材料和有機膜板材料混合成漿，然后通過軋漿、捏揉或噴霧干燥將該材料制成粉末或者通過擠壓/滾動成球并干燥，最后在還原或者氧化氣氛中，在500-1400℃的溫度下燒結；其粒徑為0.05-8mm，孔隙率15-89%左右，孔徑可分別是2nm-100μm；

2）在燒結好的多孔性無機材料上用化學處理方法來改變基體表面的憎水性能，化學處理方法分別采用以下幾種方式：

（a）通過稀酸使多孔性無機材料表面羥基化達到親水的目的，所用的稀酸為稀硫酸、稀鹽酸或稀硝酸；

（b）通過改性劑將憎水碳鏈鍵合在多孔性無機材料表面，使其具有憎水性能，改性劑選自辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷中的一種；

（c）多孔性無機材料在高溫下與氨氣反應而生成氮化硅表面，使其具有憎水性能。

本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料的制備方法，在步驟1中，所述多孔性無機材料選自瓷粉、釉料、煤炭粉、粘土、煤矸石、鋁礬土、石英粉、方解石、鉀長石、煅燒高嶺土、滑石粉、石墨粉、膨潤土、三聚磷酸鈉中的一種或多種。

本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料的制備方法，在步驟1中，所述有機膜板材料選自淀粉、碳粉、煤炭中的一種。

與現有技術相比本發明的有益效果為：本發明的應用于懸浮污染處理的復合材料通過在多孔性無機材料的表面進行化學改性，使它的表面變成親水性或者憎水性，進而來增加對所要吸附的懸浮物的親和力，而增加這種組合材料的過濾效率；具有對懸浮污染物的高選擇性和高吸附量（污染物承載量）、易再生的特點，可以廣泛應用于工業廢水去除懸浮物，包括納米炭黑類污水、煙氣除塵、空氣除塵，也包括處理PM2.5氣體顆粒；同時也特別適用于對含納米級懸浮污染物的廢水或者氣流進行深度處理，使處理后水或氣中的懸浮物含量可以達到生活飲用水和室內空氣的標準。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1