[發明專利]一種用于水質凈化的多孔微球及其制備方法

在審

• 申請號: 201711003856.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107551989A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 韋鵬飛;錢岑
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/66;C02F1/68;C04B35/14;C04B38/00;C02F101/12
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司32286
• 代理人: 黃胡生

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，涉及水質凈化材料，具體涉及一種用于水質凈化的多孔微球及其制備方法。

背景技術

目前，我國水污染形勢嚴峻，全國七大江河水系均受到不同程度的污染。水污染不僅給人類的健康帶來較大的危害，也使生產飲用水成本大大增加。傳統的凈水工藝對水中微量有機污染物沒有明顯的去除效果，還可能使水中殘留的對人體有害的氯離子濃度超標，水質毒理學安全性下降，對人體健康進一步造成危害。近年，人們開始研發使用多孔材料進行水質凈化，但是現有的多孔凈水材料凈水效果不好、制備工藝復雜、成本高，難以大規模使用。

發明專利一種硅藻土基多孔陶瓷微球的制備方法(申請號為201110228418.4)公開了以下步驟：(1)硅藻土中加入添加劑和水，濕法球磨，漿料過篩；所述硅藻土中加入造孔劑，造孔劑的加入量為硅藻土質量的0.1-50％；所述造孔劑選自碳酸鈣、炭粉、碳酸氫銨、可溶性淀粉或聚乙二醇中的一種以上；所述添加劑選自六偏磷酸鈉、硅酸鈉、羧甲基纖維素鈉或聚乙烯醇中的一種以上，添加劑的加入量為硅藻土質量的0.1-3％；(2)把漿料噴霧干燥成球；(3)球在900-1300℃燒成，保溫時間為0.1-24h，即得硅藻土基多孔陶瓷微球公開了一種硅藻土基多孔陶瓷微球的制備方法。該發明以硅藻土為主要原料，通過噴霧干燥制備球形度高(流動性好)、比表面積大、粒徑可控的多孔陶瓷微球，可應用于費托合成等漿態床反應的催化劑載體，但是尚未驗證是否可用于水質凈化領域，且該微球在升至高溫下燒結獲得，孔徑難以控制。

因此急需一種可有效吸附水中有害物質，活化水體，有利于人體健康，環保性強，制備工藝簡單的用于水質凈化的多孔微球及其制備方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種可有效吸附水中有害物質，活化水體，有利于人體健康，環保性強，制備工藝簡單的用于水質凈化的多孔微球及其制備方法。

本發明提供了如下的技術方案：

一種用于水質凈化的多孔微球，原料包括硅藻土、凹凸棒粉、鍺石粉、碳酸銨和聚乙烯醇水溶液，所述原料的質量份數如下：

硅藻土：50-60份；

凹凸棒粉：15-30份；

鍺石粉：10-15份；

碳酸銨：1-3份；

聚乙烯醇水溶液：1-3份。

優選的，所述聚乙烯醇水溶液的質量濃度為1％。

優選的，所述硅藻土的目數為1000目。

優選的，所述凹凸棒粉的目數為1000目。

優選的，所述鍺石粉的目數為500目。

上述一種用于水質凈化的多孔微球的制備方法，包括以下步驟：

S1：配制質量濃度為1％的聚乙烯醇水溶液；

S2：按配方比例稱取硅藻土、凹凸棒粉、鍺石粉和碳酸銨，然后依次投入含有氧化鋯球的混磨罐中進行混磨7-9小時；

S3：混磨后加入配方比例的聚乙烯醇水溶液進行混合造粒，采用擠壓成型的方式制備出微球體；

S4：將S3中獲得的微球體置于馬弗爐中，以逐步升溫和保溫的焙燒方式獲得成品。

優選的，所述S3中微球體的直徑為4.5-5.4mm。

優選的，所述S3中擠壓成型的壓力為100MPa，保壓時間為10s。

優選的，所述S4中的焙燒方式為：以5℃/min的升溫速率從室溫升溫至400℃，并在400℃下保溫2h，然后以10℃/min的升溫速率從400℃升溫至800℃，并在800℃下保溫30mim。

本發明的有益效果是：

(1)本發明原料中的硅藻土是一種優質的天然的多孔納米吸附材料，其化學成分以二氧化硅為主，含有多種人體必需的微量元素，硅藻土的二氧化硅多數是非晶體，可溶性硅酸含量為50-80％，在水中能夠形成對人體有益的偏硅酸鹽。

(2)本發明原料中的凹凸棒粉是一種含有鎂、鋁等元素的多孔納米吸附材料，在水處理過程中，對水中雜質的吸附能力強，能夠循環使用，消耗小，環保性強。

(3)本發明原料中的鍺石粉能夠持續釋放遠紅外線，可使水質活化，促進人體吸收，有利于人體健康。

(4)本發明以硅藻土的二氧化硅形成陶瓷必須的網絡骨架，以凹凸棒粉中的鎂、鋁等成分為網絡修飾體，以碳酸銨為多孔劑，焙燒加熱時碳酸銨迅速分解，產生大量的氣體溢出，從而形成大量孔隙。