[發明專利]顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑的制備方法

有效

• 申請號: 201510567030.5
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN105110432B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 陳華軍;丁悟秀;王銳;李冬
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/50
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 苗強

技術領域

本發明涉及飲用水消毒劑制備技術領域，具體涉及一種顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑的制備方法。

背景技術

在規模化供水系統中，消毒是最基本的處理工藝，其目的就是保證用戶安全用水。飲用水水源容易受污染，導致水體微生物增加，其中致病菌會引起多種疾病，包括細菌性痢疾、肝炎、賈第蟲病等，會影響人體健康。為此，必須殺死或滅活水中對人體健康有害的病源微生物，降低微生物的致病風險。

社會上需要的消毒劑要求為廣譜、高效和快速，二次污染小。目前，廣泛使用三類消毒劑和一種消毒方法，包括液氯、臭氧、二氧化氯，再就是紫外消毒。由于氯消毒操作使用簡單，便于控制，消毒持續性也好，價格不高，所以世界各國普遍使用氯來消毒飲用水。由于經濟發展，水源水日益受到污染，成為微污染水源水，水源水中天然有機物（NOM）、有機物、溴化物和碘化物等可與氯發生取代或加成反應，生成各種鹵代物，也叫消毒副產物。這些消毒副產物包括三鹵甲烷（THMs）、氯酚、鹵乙酸（HAAs）、二氯乙酸（DCA）、三氯乙酸（TCA）等，具有很強的致癌風險，有的還會引起人們的肝中毒、神經中毒和代謝紊亂等危害。而新興消毒副產物，包括鹵代胺、鹵代酸、醛類、鹵代酰胺、三溴吡咯、碘代酸、碘代烷烴和碘代呋喃酮等，在飲用水處理中日益受到關注。

臭氧作為一種廣譜、高效和快速消毒劑，可快速殺滅使人和動物致病的各種病菌、病毒及微生物，且過量臭氧代謝生成氧氣，沒有二次污染。但是由于天然有機物（NOM）的存在，會消耗大量臭氧，并且臭氧氧化處理溶解性有機物（DOC）的極限是1mg/L，再增加臭氧投加量會使處理費用大大增長，很不經濟。并且臭氧只是將大分子有機物氧化成中間產物，中間產物分子量減少了，但是數量和種類都增加了，尤其是生成的中間產物如醛、酮和酸類化合物，包括甲醛和溴酸鹽均為可能致癌物，其危害性正處于研究階段。

二氧化氯則是一種新興消毒劑，除對一般細菌具有殺滅作用外，對大腸桿菌、賈第蟲孢囊也有很好殺滅作用，消毒效果不受PH值的影響。另外一個特點就是高選擇性，二氧化氯幾乎不與水中有機物作用而生成有害鹵代有機物。但是，二氧化氯消毒產生的無機副產物，包括氯酸根、亞氯酸根的毒理安全性還在研究中。

為此，對于微污染水源水消毒處理，考慮到其中日益增長的天然有機物（NOM）、有機物、溴化物和碘化物等物質的量，開發替代氯的新型消毒劑或者研發降低氯消毒二次污染風險的技術顯得日益重要。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑的制備方法，該消毒劑制備方法的生產成本低、設備要求簡單，且制得的消毒劑抗菌具有廣譜性、高效性及快速性等優點。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑的制備方法，包括以下步驟：

1）、取0.1mol/L硝酸水溶液和乙醇按5:1的體積比混合得到溶液A，再向溶液A中加入乙酰丙酮，乙酰丙酮和乙醇的體積比為1:5，攪拌至完全溶解得溶液B；再向溶液B中加入鈦酸四丁酯，鈦酸四丁酯和乙醇的體積比為1:2，攪拌至完全溶解得溶液C；

2）、取顆粒活性炭加入到溶液C中，超聲分散均勻后得溶液D，向溶液D中加入沉淀劑尿素，溶解完全后得溶液E；

所述顆粒活性炭的加入量與步驟1）中0.1mol/L硝酸水溶液的質量比為1~2:10；

所述尿素的加入量與步驟1）中0.1mol/L硝酸水溶液的質量比為2~5；

3）、將溶液E轉移到反應釜中，經水熱反應得到水熱合成產物F；

4）、將水熱合成產物F經過濾、洗滌、烘干、隔絕空氣加熱后得顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑。

作為本發明一種顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑的制備方法的進一步優化：所述步驟3）中，水熱反應釜的填充度為70～80%，水熱反應溫度為120℃，水熱反應時間為12h，水熱反應完成后自然冷卻至室溫。

作為本發明一種顆粒活性炭負載氮修飾納米二氧化鈦消毒劑的制備方法的進一步優化：所述步驟4）中過濾采用抽濾的方式，洗滌劑為去離子水，烘干溫度為70～90℃，加熱溫度為400～500℃。

有益效果