[發(fā)明專利]一種多功能凈水沙及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710007481.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN106622160B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹濤;王岳峰;張?zhí)煺?/a>;江雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/40;C02F1/50;A01N59/16;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 11257 北京正理專利代理有限公司
• 代理人: 張文祎;趙曉丹

本發(fā)明公開了一種多功能凈水沙，包括沙粒A、生物粘附劑B、銀納米粒子和生物粘附劑C，其重量份數(shù)比為100:2～20：0～19：0～10；沙粒A選自沙漠沙、河灘沙、海灘沙、二氧化硅微球中的一種或幾種；生物粘附劑B選自鄰苯二酚、多巴胺、白藜蘆醇、殼聚糖、單寧酸中的一種或幾種；生物粘附劑C選自多巴胺、殼聚糖、石墨烯中的一種或幾種。本發(fā)明提出的多功能凈水沙解決了現(xiàn)有凈水材料除污功能單一，不能循環(huán)利用，易產(chǎn)生二次污染的問題；可以實(shí)現(xiàn)重金屬的回收與凈水沙的循環(huán)利用；對(duì)重金屬離子和農(nóng)藥有機(jī)物的吸附率超過95％，滅菌率達(dá)到99.9％，除油率同樣能到99.9％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凈水材料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種多功能凈水沙及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，各種污水(重金屬、農(nóng)藥、細(xì)菌、石油)迅猛增加，嚴(yán)重威脅著人類的飲水安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有近7億人由于缺乏最基本的凈水設(shè)備，而喝不到純凈的水，造成了難以計(jì)數(shù)的疾病與死亡。污水處理是關(guān)系到人類生存的重要課題。

目前，雖然多種技術(shù)手段已經(jīng)應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域，但這些技術(shù)往往只能處理單一種類的污水，并且都存在一些缺陷。其中，以活性污泥處理技術(shù)為代表的生物處理技術(shù)往往需要大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)與用地面積，在偏僻地區(qū)無法普及，而且處理后的污泥不易清理、易形成二次污染；以液氯、重金屬捕捉劑等化學(xué)試劑為代表的化學(xué)凈水技術(shù)，易產(chǎn)生對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì)；以膜技術(shù)為代表的物理凈水技術(shù)，耗能較高，成本較高，膜材料不可重復(fù)利用，壽命較短。

自然界中，生物蛋白或大分子具有多重的吸附作用。例如，牛奶中的β-乳球蛋白對(duì)水中的重金屬離子，放射性物質(zhì)，甚至是細(xì)菌都具有凈化功能(專利號(hào)WO2015140074A1；Amyloid–carbon hybrid membranes for universal water purification.NatureNanotechnology,2016,11,365)，對(duì)于重金屬離子也能進(jìn)行回收再利用。但是，這種牛乳蛋白需要進(jìn)一步合成為纖維，并加工成膜材料，制備工藝復(fù)雜。

沙漠，海灘中的沙子，是世界上最廉價(jià)的資源。沙粒粒徑小，往往在微米級(jí)，具有較大的比表面積，可以成為較好的吸附載體。同時(shí)，濕潤的沙子具有優(yōu)異的疏油性(Oil-WaterSeparation:A Gift from the Desert.Adv.Mater.Interfaces 2016,3,1500650)，能夠?qū)⑹臀鬯M(jìn)行油水分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油的回收。

因此，本發(fā)明提出一種多功能凈水沙，解決了現(xiàn)有凈水材料除污功能單一，不能循環(huán)利用，易產(chǎn)生二次污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種多功能凈水沙。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種多功能凈水沙的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種多功能凈水沙的應(yīng)用。

為達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種多功能凈水沙，包括沙粒A、生物粘附劑B、銀納米粒子和生物粘附劑C，其重量份數(shù)比為100：2～20：0～19：0～10；所述沙粒A選自沙漠沙、河灘沙、海灘沙、二氧化硅微球中的一種或幾種；所述生物粘附劑B選自鄰苯二酚、多巴胺、白藜蘆醇、殼聚糖、單寧酸中的一種或幾種；所述生物粘附劑C選自多巴胺、殼聚糖、石墨烯中的一種或幾種。本發(fā)明采用的生物粘附劑，具有較強(qiáng)的粘附作用，有利于包裹在沙粒表面，且生物相容性較好，能夠吸附污水中大部分重金屬離子和農(nóng)藥有機(jī)物。

優(yōu)選地，所述沙粒A的粒徑為10～200μm。本發(fā)明采用廉價(jià)的沙子，成本低，易工業(yè)化；且沙粒粒徑小，具有較大的比表面積，可以成為較好的吸附載體；濕潤的沙子具有優(yōu)異的疏油性，能夠?qū)⑹臀鬯M(jìn)行油水分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油的回收。

優(yōu)選地，所述銀納米粒子的粒徑為5～20nm。