[發明專利]一種復合型離子吸附碳膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410294867.2
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104069824A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王彩奇;周倩;孫魯芹;丁鴻昌;蘇順建;常仁勇
• 申請（專利權）人: 青島力創星碟環境工程有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及材料領域，尤其涉及用于水處理的吸附、空氣分離隔膜。

背景技術

目前，水處理方法主要有生化處理技術和物化處理技術和膜分離技術。

在物化處理技術中，吸附法占了舉足輕重的低位。它是利用多孔性的固體物質，使水中的一種或多種物質被吸附在固體表面而除去的方法。因其具有高效、經濟、簡便、選擇性好的優點，特別是處理傳統方法不能處理的低濃度重金屬廢水具有獨特的應用價值。有關吸附法應用于廢水處理及凈水處理的研究報道較多。迄今為止，使用較多的吸附材料主要有活性炭、離子交換樹脂、天然礦物吸附劑、固體廢棄物吸附劑、無機物吸附劑等。

活性炭吸附劑吸附效果良好，性能優良，但由于活性炭再生困難，成本較高，使其應用具有較大局限性；離子交換樹脂對無機離子的去除能力優良，具再生能力且裝置簡單，但其交換容量有一定的限制，樹脂會有有機物溶出，表面會有微生物繁殖，樹脂的崩解碎片會造成水中顆粒的增加等；天然礦物吸附材料資源豐富，儲藏量大，成本低，高效快速，但單純使用未經處理的天然物質作為吸附劑，吸附效果受到一定的限制；固體廢棄物吸附劑有爐渣、煤渣、粉煤灰、植物秸稈焚燒后的粉末等，他們成本低廉，且比表面積巨大，在污水處理方面有重要應用，但是不易再生，這就造成了二次污染問題；無機物吸附劑處理效果較好，而且容易與化學法進行組合使用，但是需要較高的堿性條件，實際應用過程中處理成本增加。

在膜分離處理技術中，主要采用過濾材料。過濾材料包括有機膜、無機膜(包括致密膜和微孔膜)。有機膜主要由纖維素類、聚烯烴類、聚丙烯、聚酰胺類等。上述膜主要起過濾作用不起吸附作用。

發明內容

本發明的目的是針對上述吸附材料及分離膜所存在的問題，提出一種價格低廉、制備簡單、去除率高、易再生的復合型離子吸附碳膜，并提出該吸附材料碳膜的制備方法。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種復合型離子吸附碳膜，其特征在于，它是由改性沸石細粉10-20份、改性麥飯石細粉15-25份、硅藻土細粉5-15份為基料，以25-35份活性碳為造孔劑，腐植酸10份為改性劑、磷酸二氫鋁5份為粘結劑，經過機械混合、密煉、壓制、低溫燒制而成的厚度為0.3-1.0毫米的網絡空隙狀薄膜。

本發明復合型離子吸附碳膜的制備方法如下：

第一步，將天然沸石加工成150-200目細粉，再用0.8-1.0mol/L的NaCl溶液進行水浴改性，水浴時NaCl溶液用量要求每1g細粉需用25mL的NaCl溶液，水浴溫度70-75℃，水浴時間2.5小時；然后用清水沖洗過濾，沖洗過濾后在110℃條件下干燥2小時，獲得改性沸石細粉，備用。

第二步，將天然麥飯石球磨至200-260目，用含量50％腐植酸溶液浸泡3-4小時候去除雜質，過濾烘干后獲得改性麥飯石細粉，備用。

第三步，將硅藻土球磨至200-260目的細粉、腐植酸球磨至200-300目的細粉，備用。

第四步，取改性沸石細粉10-20份、改性麥飯石細粉15-25份、硅藻土細粉15-25份為基料，以25-35份活性碳纖維為造孔劑，腐植酸10份為改性劑、磷酸二氫鋁5份為粘結劑，混合均勻，加入適量的水調和成雪花狀合成粉末膏，稱為合成料膏，備用。

為了便于密煉，還可另加入可溶性淀粉1份為粘合劑。

第五步，將上述合成料膏用密煉機反復機械碾壓，機械碾壓密煉5-6個小時，直至合成料膏成為精細如面筋狀。

第六步，將上述面筋狀的合成料膏在機械成型生產線的壓制下成為0.3-1.0毫米厚的紙板狀薄膜，然后自然風干；自然風干時要求溫度在20-25℃，濕度40％，防止自然風干龜裂，以保證紙板狀薄膜的完整性；在自然風干時還要避免風塵顆粒污染和強陽光直射。

上述的自然風干亦可在40-60℃條件下微風烘干，要求烘干溫度隨著紙板狀薄膜的厚度增大而增加。例如，紙板狀薄膜的厚度0.3毫米時烘干溫度40℃，紙板狀薄膜的厚度1.0毫米時烘干溫度60℃。

第七步，將干燥精選后的紙板狀薄膜入爐燒制，要求爐內預熱溫度為60-80℃，入爐時要求進爐速度5-9米/小時；入爐后經過7-8個小時的預熱，再在氮氣保護下緩慢升溫，升溫6小時直至爐內溫度300℃，停止升溫繼續保持半小時，然后從300℃緩慢升溫至600℃，停止升溫繼續保持600℃2小時，停爐自然降溫，完成炭化過程；