[發明專利]固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910311682.0
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110078183B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 趙華章;劉金煒;劉思彤
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/54;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 王芊雨;張鵬

本發明公開了固體無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑的制備方法，步驟包括：在液體無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑干燥前或干燥過程中加入疏水粉體；其中液體無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑和疏水粉體的質量比為1∶0.05％?50％。本發明在液體無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑干燥前或干燥過程中加入疏水粉體，使得無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑在疏水粉體表面均勻分散、定向排列，從而在干燥過程中保持穩定，避免了液體絮凝劑干燥時絮凝劑單元結構無序連接形成難溶絮凝劑顆粒而失去絮凝功能的問題，提高了固體無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑的溶解性，解決了固體無機?有機共價鍵型雜化絮凝劑不易溶解的難題。

技術領域

本發明涉及一種水處理絮凝技術領域，特別是關于一種固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑及其制備方法和應用。

背景技術

絮凝是一種操作簡單、應用廣泛的水處理技術，其技術核心采用的絮凝劑。絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和無機-有機復合絮凝劑。常規絮凝劑通常去除水中的懸浮物、膠體等顆粒物，但是對小分子溶解性物質去除效果甚微。近幾年發展的無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑，將無機絮凝劑和有機絮凝劑的功能綜合到單元結構中，從而使其具有去除小分子溶解性物質的功能，在水處理領域有著廣闊應用前景。

絮凝劑通常為液體或固體，液體絮凝劑在現場使用方便，而固體絮凝劑有效成分含量高、包裝方便，因此在遠距離運輸成本方面比液體絮凝劑有著絕對的優勢。在工業生產中通常采用滾筒干燥法或噴霧干燥法將絮凝劑由液體轉變為固體。常規固體絮凝劑的溶解性較好，可以在工程現場快速溶解和使用，但是，無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑在干燥成固體后卻不易溶解，從而制約了其工程推廣應用。

無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑主要由有機硅偶聯劑和鋁鹽或鐵鹽通過加堿聚合而成。親水的鋁鹽或鐵鹽通過硅與疏水的有機基團結合成一個單元結構會導致絮凝劑溶解性降低，而且在干燥過程中單元結構之間容易通過無序連接成更大顆粒，進一步降低了固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑的溶解性。因此，如何提高固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑的溶解性，已成為其在工程應用中急需解決的重要問題。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑的制備方法，其能夠解決現有固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑在在干燥過程中易無序連接從而導致不易溶解的問題，使得固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑能夠在工程現場快速溶解和使用。

為實現上述目的，本發明提供了一種固體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑的制備方法，所述制備方法的步驟包括：在液體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑干燥前或干燥過程中加入疏水粉體；其中液體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑和疏水粉體的質量比為1∶0.05％-50％。

在一優選的實施方式中，上述疏水粉體選自活性炭、碳納米管、石墨烯、生物質碳、疏水改性無機氧化物粉體中的任意一種或幾種；優選的，上述疏水粉體為100-400目。

在一優選的實施方式中，上述疏水改性無機氧化物粉體選自改性沸石、改性氧化鋁、改性氧化硅中的任意一種或幾種。

在一優選的實施方式中，上述干燥可采用噴霧干燥機進行噴霧干燥，或采用滾筒干燥機進行滾筒干燥；優選的，上述干燥的時間是0.5-60min。

在一優選的實施方式中，上述液體無機-有機共價鍵型雜化絮凝劑的制備方法包括如下步驟：

(1)將鋁鹽或鐵鹽在反應釜中溶解，得到濃度(質量比)≤30％的溶液；

(2)然后，按硅鋁比或硅鐵比(摩爾比)0.001-200，將硅烷偶聯劑加入到步驟(1)所得溶液中，在5-85℃下進行攪拌反應0.5-24h；