[發明專利]一種基于廢塑料的磁性填料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410682186.3
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104445581A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 趙如金;龔麗影;朱海東;李淑慧;王韋勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于廢塑料的磁性填料及其制備方法，屬于水處理技術領域。

背景技術

隨著經濟的快速發展，塑料的產量和使用量都不斷增加。塑料易老化，使用周期短，大量的塑料制品特別是包裝物在6-12個月后便被廢棄，有的在1-2年后變為廢塑料。因此，產生的廢塑料日益增多。廢塑料往往具有耐腐蝕、不易分解等特性，如果處理不當，不僅會對景觀和生態系統產生極大影響，甚至危害人體健康。對廢塑料進行資源化利用，不僅可以保護環境，而且還能變廢為寶，節約資源。廢塑料的再生利用產業已成為經濟發展中不可或缺的資源型環保產業。目前，廢塑料的資源化利用途徑主要有：加工成塑料原料、燃料化利用、熱解制油、生產建筑材料等。但傳統的利用技術，多數需要消耗較多的能源，成本高，有些還會帶來二次污染。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種基于廢塑料的磁性填料及其制備方法，可綜合利用廢塑料、重金屬離子廢水等廢棄物，減小環境污染；所制備的磁性填料，可作為生物接觸氧化、膜生物反應器等工藝中的微生物載體。

一種基于廢塑料的磁性填料，其特征在于，由塑料基體和磁性條狀體兩部分組成；所述塑料基體為固體廢物中的廢塑料；所述磁性條狀體由廢塑料薄膜包裹磁性鐵氧體粉末制成；所述磁性條狀體固定在塑料基體上。

優選的，所述磁性條狀體穿插于所述塑料基體上所設孔中，所述磁性條狀體兩端打有結，所述結大于孔的大小。

優選的，所述磁性條狀體經過每一個孔穿插于所述塑料基體中，相鄰三個孔之間的兩段磁性條狀體分別位于塑料基體的兩側。

優選的，所設孔為矩形矩陣或圓形矩陣排列的矩形孔，所述矩形孔長度比磁性條狀體的寬度大0.5-1mm，所述矩形孔寬度比磁性條狀體的厚度大0.5-1mm。

優選的，所述的磁性條狀體在塑料基體上均勻分布，所述磁性條狀體的表面積占塑料基體總表面積的15-30％。

優選的，所述固體廢物中的廢塑料為礦泉水瓶或果汁瓶，其厚度小于2mm、粗糙度Ra大于20nm，形狀為長方形、正方形或圓形。

優選的，所述磁性條狀體為扁條狀體，其寬度為3-7mm、厚度為1-2.5mm。

一種基于廢塑料的磁性填料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)塑料基體的制備：

選取固體廢物中的廢塑料，剪切、打磨廢塑料表面；并在打磨后的廢塑料表面開設多個孔；

(2)磁性鐵氧體粉末的制備：

a)向重金屬離子廢水中添加二價鐵離子和三價鐵離子，所述二價鐵離子與廢水中其他二價金屬離子的摩爾比大于2，所述三價鐵離子與廢水中其他三價金屬離子的摩爾比大于7.5，廢水中總的三價金屬離子與總的二價金屬離子的摩爾比范圍為1.3-1.8，得處理后廢水；

b)在不斷攪拌下，向步驟a)中所述處理后廢水中加入強堿，調節溶液的pH值至10以上，常溫下反應6-8min，停止攪拌，至混合液中形成沉渣；

c)陳化反應30-60min，步驟b)中所述沉渣轉化為黑色的磁性鐵氧體，倒出上清液，固液分離；

d)將分離后的磁性鐵氧體在40-60℃中干燥，研磨至磁性鐵氧體的顆粒粒度在0.1mm以下，并在強度大于300kA/m的磁場中預磁化10min以上，即得所述磁性鐵氧體粉末；

(3)磁性條狀體的制備：

選取廢塑料薄膜，在其一側表面沿直線方向涂玻璃膠，在玻璃膠上均勻分布磁性鐵氧體粉末；所述玻璃膠的用量至少能粘住磁性鐵氧體粉末，所述磁性鐵氧體粉末的用量至少能蓋住玻璃膠；待玻璃膠干化后，用涂玻璃膠的塑料薄膜將磁性鐵氧體粉末包裹形成條狀體，并用玻璃膠密封，形成所述磁性條狀體；

(4)磁性填料的制備：

將步驟(3)中所述磁性條狀體穿插在步驟(1)中的孔中，在磁性條狀體的兩端過孔的位置分別打有大于孔的結，得所述基于廢塑料的磁性填料。

優選的，所述步驟(2)中重金屬離子廢水中含有銅離子和錳離子或鉛離子和鋅離子；所述的強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

本發明的有益效果是：

(1)本發明所述磁性填料的原料為廢塑料、重金屬離子廢水處理產物磁性鐵氧體粉末，實現了固體廢物的再利用；減少了環境污染，為廢塑料和磁性鐵氧體粉末的處理提供一種新的思路。

(2)本發明所述磁性填料的制備工藝簡單，操作方便；再利用過程中消耗能源少，成本低，適宜產業化。