[發明專利]一種羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810563249.1
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108840419A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 林前鋒
• 申請（專利權）人: 湖南國盛石墨科技有限公司
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C02F1/52
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;單香杰

本發明提供了一種羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑及其制備方法。所述羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑包括以下按重量份數計算的組分：羧甲基纖維素石墨烯微膠囊70~90份、分散劑10~30份；所述羧甲基纖維素石墨烯微膠囊包括芯材和包裹所述芯材的壁材，所述壁材與芯材的質量比為0.5:1~2:1；所述芯材為石墨烯，所述壁材為羧甲基纖維素。本發明所述羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑能夠在提高絮凝效率的同時，提高單位絮凝劑的凈化率，維持或減少絮凝劑的用量。

技術領域

本發明涉及水處理凈水劑的技術領域，更具體地，涉及一種羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑及其制備方法。

背景技術

絮凝過程是污水處理工藝中不可缺少的關鍵環節。在污水處理的過程中，往往需要加入絮凝劑，使污水中的懸浮微粒集聚變大形成絮團，從而使粒子的聚沉。絮凝的原理如下：絮凝劑中帶有正(負)電性的基團，能夠中和水中帶有負(正)電性難于分離的顆粒，降低其電勢，并利用聚合性質使得這些顆粒集中，形成絮狀混凝沉淀，并通過物理或者化學方法分離出來。

現有絮凝劑中有的會加入導電劑，其目的在于通過導電劑對電子傳遞，使絮凝過程中產生的電荷通過導電劑傳遞到絮狀物表面，絮狀物內部的電荷也能通過導電劑傳導到絮狀物表面，更易于打破污水體系的平衡，提高了絮凝的速度(絮凝效率)。不過，人們發現含有導電劑的絮凝劑周圍的局部絮凝效率是得到了提高，但整個污水處理體系的絮凝凈化率(即去除率)卻沒有得到提高，甚至下降，使得需要投加更多的絮凝劑才能達到原有的絮凝凈化率，增大了經濟成本，這樣反而得不償失。

發明內容

本發明為解決上述現有技術所述的問題，提供一種羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑，所述羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑能夠在提高絮凝效率的同時，提高單位絮凝劑的凈化率(去除率)，維持或減少絮凝劑的用量。

本發明的另一目的是提供所述羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑，包括以下按重量份數計算的組分：羧甲基纖維素石墨烯微膠囊70～90份、分散劑10～30份；所述羧甲基纖維素石墨烯微膠囊包括芯材和包裹所述芯材的壁材，所述壁材與芯材的質量比為0.5:1～2:1；所述芯材為石墨烯，所述壁材為羧甲基纖維素。

本申請發明人對現有絮凝劑的導電劑進行研究，發現雖然導電劑在絮凝過程起到電荷傳遞作用，提高絮凝的速度，但其同時也加快了絮凝劑的電荷消耗，絮凝劑在來得及擴散之前，其電荷就已經被迅速消耗，絮凝劑只能有效作用于局部，這也就造成了絮凝劑周圍的局部絮凝效率高，但整個污水處理體系的絮凝凈化率(即去除率)不高的原因。

對此，本發明對現有絮凝劑的導電劑進行改進，選取石墨烯作為導電劑，并將石墨烯做成微膠囊，與分散劑一起結合，在絮凝過程中，所述羧甲基纖維素石墨烯微膠囊能夠迅速分散，在分散的過程中羧甲基纖維素石墨烯微膠囊中的石墨烯會被逐漸釋放，對絮凝過程起到電荷傳遞作用，提高絮凝的速度。與現有的導電劑相比，由于本申請所述羧甲基纖維素石墨烯微膠囊是逐漸釋放，絮凝劑的電荷能夠在被消耗殆盡之前就與石墨烯一起分散均勻，因此既能提高絮凝的速度，又能保證整體的絮凝凈化率。

為了達到上述效果，石墨烯的分散以及釋放時機是關鍵，在本發明中，優選水溶性的羧甲基纖維素作為包覆石墨烯的壁材，并通過設計壁材與芯材的比例，使得羧甲基纖維素石墨烯微膠囊中的石墨烯能夠在絮凝過程中有效發揮作用。

為了使羧甲基纖維素石墨烯微膠囊能夠有效迅速分散，本發明所述羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑還包含分散劑，并研究得出羧甲基纖維素石墨烯微膠囊與分散劑的配比。優選地，所述羧甲基纖維素石墨烯絮凝助劑包括以下按重量份數計算的組分：羧甲基纖維素石墨烯微膠囊82份、分散劑18份。

優選地，所述分散劑為聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種。