[發明專利]一種高吸附性陶瓷濾料材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810199389.5
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108380188A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 董發勇;蔣益
• 申請（專利權）人: 常州達奧新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01D39/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 朱親林

本發明涉及一種高吸附性陶瓷濾料材料的制備方法，屬于吸附劑材料技術領域。本發明技術方案通過以凹凸棒土、硅藻土等材料為原料，經球磨混煉制備形成基體吸附濾料，由于在制備濾料過程中的高溫煅燒，生成大量新的微細小孔形成表面缺陷，使其總的比表面積大大增加，從而改善并提高多孔陶瓷濾料的過濾、吸附性能，且本發明通過制備氫氧化氧鐵材料并填充至凝膠內部，有效提高吸附材料的吸附活性，同時經包覆后的吸附濾料，表面變光滑，內部也被復合凝膠薄膜覆蓋，其中凝膠薄膜使得濾料內部變光滑并負載有氫氧化氧鐵材料，既增大了濾料的比表面積，又使凝膠包覆層與陶瓷基體牢固結合，有利于提高復合陶瓷濾料的吸附效率。

技術領域

本發明涉及一種高吸附性陶瓷濾料材料的制備方法，屬于吸附劑材料技術領域。

背景技術

過濾是常規水處理工藝中保證出廠水水質的最后一道工序，而過濾技術的核心是過濾介質一濾料，即濾料的好壞是決定過濾效果的關鍵因素。一般來說，可以認為過濾是水中雜質被吸附和粘附到濾料上的過程。對于水中難以去除的溶解性有機物小分子，吸附起著主要作用。吸附理論指出，在稀溶液中吸附溶解物質時，吸附效果與吸附溫度、溶液的濃度、外界條件的變化、溶質、溶劑、吸附劑的表面性質及它們之間的相互作用有關。吸附劑的表面性質包括表面積、表面粗糙度、表面帶電性和表面活性基團。水廠采用的石英砂等濾料比表面積有限，中性值條件下表面帶負電荷等因素，導致有機物的去除率得不到提高。因此，如何改善濾料的表面性質，提高濾料對有機物的吸附去除能力，將是濾料研究方面的重要課題。本論文擬通過改變新型陶瓷濾料表面性質，以達到去除微污染水源水中溶解性小分子有機物等污染物的目的。

多孔陶瓷濾料作為一種典型的聚結材料，除了具有聚結法除油的特點之外，還有著自身特有的過濾機理：懸浮顆粒的遷移、附著和脫落。（1）懸浮顆粒向濾料表面遷移。在遷移的過程中，會發生篩濾、攔截、沉淀等多種情況。比濾料空隙大的顆粒可直接篩濾在濾料表面；較小的顆粒由于具有一定的慣性，以及水流流線在濾料微孔溝道附近的收縮處匯聚，會被濾料攔截下來；而一些較重的顆粒則可直接穿過流線而沉淀在濾料的表面。此外，水中的一些微小顆粒，由于布郎運動會在水中作不規則的擴散，也可穿過流線而接近濾料表面。（2）懸浮物在濾料表面附著與脫落。不管是濾料還是水中的懸浮物，其表面均帶有一定的電荷，因此會發生電動效應；在懸浮顆粒和濾料之間也可因水分子的氫鍵而發生水合作用；此外，顆粒及濾料極大的比表面積和范德華力的作用，既能降低各種顆粒之間的毛電位，又能產生吸附架橋的作用。以上現象的存在均可使水中的懸浮物附著在多孔陶瓷濾料表面或相互結成大塊而發生篩濾截留。但是現有的多孔濾料對微污染物的去除能力有限，尤其是對溶解性的低分子有機物或營養物質去除效果不理想。所以對其進行有效改性是本發明技術方案中重點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有陶瓷濾料對小分子等雜質吸附性較差的問題，提供了一種高吸附性陶瓷濾料材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按重量份數計，分別稱量15～20份凹凸棒土、10～15份硅藻土、3～5份硅酸鈣和10～15份高嶺土置于球磨罐中，球磨過篩得球磨粉末，按重量份數計，分別稱量45～50份球磨粉末、10～15份羧甲基纖維素、10～15份聚苯乙烯、1～2份方解石和6～8份去離子水置于研缽中研磨處理，得研磨漿料；

（2）將研磨漿料混煉處理球形濾料，隨后將其置于65～70℃下干燥10～12h，靜置冷卻至室溫得干燥料并燒制成型，得基體濾料顆粒；

（3）按重量份數計，分別稱量45～50份正硅酸乙酯、10～15份無水乙醇、6～8份質量分數0.5％草酸溶液置于三口燒瓶中攪拌混合，得混合液并按質量比1:8，將氨水溶液滴加至混合液中，待滴加完成后，攪拌混合得溶膠液；

（4）按質量比1:5，將溶膠液添加至氯化鐵溶液中攪拌混合并超聲分散10～15min，得分散液并用氫氧化鈉溶液調節至pH至8.5，靜置3～5h后，離心分離并去除上層清液，收集得改性凝膠液；