[發明專利]一種去除水中懸浮顆粒物的磁絮凝劑的制備與應用

在審

• 申請號: 201911087356.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110642343A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 梁文艷;劉闖;王曉宇;姜曉雪
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種去除水中懸浮顆粒物的磁性絮凝劑，其特征在于，由Fe₃O₄和SiO₂的核殼結構組成，并通過以下步驟實現絮凝：

(1)向水樣中加入Ca²⁺或Mg²⁺鹽中的一種，攪拌均勻；

(2)向步驟(1)水樣中投加Fe₃O₄@SiO₂磁性材料，快速攪拌均勻；

(3)向步驟(2)中的水樣施加磁場，以分離磁性絮凝體。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)的鈣鹽為3.0-7.0mmol/L的氯化鈣、硝酸鈣、氧化鈣或氫氧化鈣中的一種，鎂鹽為1.0-10.0mmol/L的氯化鎂、硝酸鎂或硫酸鎂中的一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)水樣的pH值為1.0-11.0，水樣懸浮顆粒物的濁度為≤2000NTU。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中磁性絮凝劑的投加量≥20mg/L。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中施加磁場的磁場強度為≥500G。

6.根據權利要求1所述的一種去除水中懸浮顆粒物的磁性絮凝劑，其制備方法是：

(1)將三價可溶性鐵鹽FeCl₃·6H₂O或Fe₂(SO₄)₃中的一種和二價可溶性鐵鹽FeSO₄·7H₂O、Fe(NO₃)₂·6H₂O或FeCl₂·4H₂O中的一種，按摩爾比1:1-2:1溶解于去離子水中，在60-80℃水浴、N₂保護和充分攪拌下，滴加堿液至pH值為9.0-11.0，然后反應15-60分鐘；

(2)分離步驟(1)生成的磁性固體顆粒，清洗后，冷凍干燥備用；

(3)將步驟(2)制備的磁性材料按固液比1g:300ml-1g:600ml均勻分散于80％(v/v)乙醇溶液中，20-30℃下超聲處理20-60min，形成均勻磁性溶液；

(4)在50-80℃下，向步驟(3)的磁性溶液中滴加25％(v/v)氨水，再滴加100％正硅酸乙酯，攪拌均勻后反應5-7小時；

(5)分離步驟(4)生成的磁性固體顆粒，清洗后，冷凍干燥制得Fe₃O₄@SiO₂。

7.根據權利要求1和權利要求6所述的磁性絮凝劑，為球形核殼結構，Fe₃O₄作為球核，粒徑在10-24nm之間，SiO₂作為外殼，厚度在5-8nm之間。