[發(fā)明專利]一種復合納米材料的制備方法及其應用

有效

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• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN108033571B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 許明;劉偉京;涂勇;袁安德;白永剛;曹蕾;陳琳;蔣永偉
• 申請（專利權）人: 江蘇省環(huán)境科學研究院
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 黃天天

本發(fā)明公開了一種復合納米材料的制備方法及其應用，通過將具有絮凝作用的EM活性鈣和納米材料相結合，將EM活性鈣液固定化于由復合納米材料制成的多孔載體上，基于物理化學專性吸持和生物絮凝及包裹達到去除水體中游離態(tài)重金屬離子和可溶性小分子有機結合態(tài)重金屬的效果。本發(fā)明制備的復合納米材料凈化效果好，功能較多，具有快速把水體中有效態(tài)重金屬鈍化從而去除污水中的有毒重金屬離子的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及水處理技術領域，具體涉及一種復合納米球的制備方法和應用。

背景技術

水體重金屬污染一直是難以解決且危害巨大的污染之一，很容易引發(fā)人類疾病或死亡。微生物和納米材料處理污水的方法應用前景廣闊，而用納米材料固定化微生物則是在微生物和納米材料處理污水技術上的一次很好的改進，相關應用研究目前國內外都有相關報道。雖然固定化微生物技術在特定的水體中取得了一定的效果，但對去除重金屬離子的相關研究和專利還不多，特別是所用微生物存在穩(wěn)定性差，易死亡等缺點，還有固定化材料也不能很好的滿足微生物生長繁殖的最佳條件。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：針對某些污水中重金屬離子含量超標，為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明利用微生物發(fā)酵技術與復合納米材料相結合的方式，將EM活性鈣液固定化于直徑為10-20mm的納米多孔載體上得到一種復合納米材料，該材料能有效去除污水中有毒重金屬離子。

技術方案：為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提出的復合納米材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將EM原液、葡萄糖、碳酸鈣和去離子水按4～6％：3～5％：3～5％：80～90％的質量百分比混合，并將其移入發(fā)酵瓶中，放入35～37℃恒溫培養(yǎng)箱中在密閉條件下發(fā)酵7-8天，搖床轉速為180-200r/min，制得EM活性鈣液；

(2)將納米級鐵粉、納米級硅粉和高嶺土粉以20-30％：25-35％：35-55％的質量百分比混勻，用水清洗后置于控溫爐中，從100℃開始升溫，以每分鐘 10～20℃的升溫速率升溫至700-800℃，保持恒溫狀態(tài)24-36小時，冷卻，得到復合納米粉末；

(3)將步驟(2)得到的復合納米粉末放入步驟(1)制備的EM活性鈣液中浸泡2-3天，取出后在制粒，得到復合納米載體，將復合納米載體進行高溫燒結，冷卻備用，然后將上述復合納米載體再次在EM活性鈣液中浸泡2～3天，取出后常溫放置1～2天即得復合納米材料。

優(yōu)選地，步驟(2)中，制粒后得到的復合納米載體的直徑為10-20mm。

優(yōu)選地，高溫燒結的條件為550-600℃下燒結，燒結時間為24-36小時

其中制粒的性質為球形、橢球型、圓柱形中的任意一種。球形是較為優(yōu)選的形狀，然而其他形狀也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

所述的葡萄糖、碳酸鈣為分析純，所述的EM原液為愛睦樂環(huán)保生物技術(南京)有限公司生產，含有光合菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌等復合微生物。

納米鐵粉粒徑在50-55nm之間，納米硅粉粒徑在20-40nm之間，納米材料的巨大比表面積和較好的生物相容性和吸附性，使得其能更有效的固定化更多的微生物。高嶺土其可以增加載體球的粘結性，使之不易破裂，便于煅燒成型。

通過上述制備方法得到的復合納米材料也在本發(fā)明的保護范圍之內。

本發(fā)明進一步提出了上述復合納米材料在去除重金屬離子中的應用。

具體地，在用于去除時重金屬離子時，將所述復合納米材料按0.5-2g/L的比例直接投放于待處理的污染水體中。異位處理時所述復合納米材料可回收，酸洗后可再次利用，原位處理時一般不回收利用。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：