[發明專利]一種除磷凈水劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010894128.2
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112090391A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 周春松;王荔;孫堅;沈錦君;余云豐
• 申請（專利權）人: 宜興國際環保城科技發展有限公司
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 曹立成

1.一種除磷凈水劑，其特征在于，該凈水劑包括具有次級微球結構層的復合核殼纖維、污泥陶粒、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、海藻酸鈉凝膠改性金屬復合物多孔材料；所述具有次級微球結構層的復合核殼纖維是在核殼結構的C/SiC復合纖維表面沉積多孔納米氧化鈦顆粒涂層；所述海藻酸鈉凝膠改性金屬復合物多孔材料是海藻酸鈉凝膠為載體，負載硝酸錳、氯化鐵作為活性組分。

2.根據權利要求1所述的一種除磷凈水劑，其特征在于：所述污泥陶粒是采用污泥、碳酸氫鈉以質量比為5：(1-2)的比例混合造粒后干燥、預熱處理之后進行燒結制得，其比表面積為83.5-85.5m²/g。

3.根據權利要求2所述的一種除磷凈水劑，其特征在于：所述預熱處理的溫度為120℃，所述預熱處理的時間為30min。

4.根據權利要求2所述的一種除磷凈水劑，其特征在于：所述燒結的條件采用分階段燒結；首先以1℃/min的升溫速率升溫至280℃，保溫處理10min，然后以4℃/min的升溫速率升溫至450℃，保溫處理10min，最后以6℃/min的速率升溫至600℃，保溫處理40min。

5.根據權利要求1所述的一種除磷凈水劑，其特征在于：所述各組分的用量以重量份計，分別為具有次級微球結構層的復合核殼纖維5-10份、污泥陶粒10-20份、聚丙烯酰胺7-15份、聚合硫酸鋁8-13份、海藻酸鈉凝膠改性金屬復合物多孔材料3-7份。

6.根據權利要求1至5任一所述的一種除磷凈水劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將十八烷胺溶于二甲基乙酰胺中，攪拌混合后加入均苯四甲酸二酐和苯酐后，在80-90℃下攪拌處理2-4h，制得紡絲溶液A；將聚苯乙烯顆粒、聚碳硅烷溶于N,N-二甲基甲酰胺中制得溶液B；

(2)以溶液A作為殼層紡絲溶液，以溶液B作為芯層紡絲溶液，采用同軸靜電紡絲法制得復合纖維；將1mol鈦酸四丁酯溶于50ml無水乙醇中，并滴加0.35mol濃度為1mol/L的鹽酸溶液和2mol去離子水，強烈攪拌處理制得鈦溶膠；將4-5g上述制得的復合纖維加入到鈦溶膠中，500W下超聲處理10-30min后，然后升溫至60-80℃繼續超聲處理1-2h，冷卻至室溫，過濾，將固體進行干燥后置于馬弗爐內燒結處理，制得具有次級微球結構層的復合核殼纖維；

(3)將1g海藻酸鈉溶于80ml去離子水中，然后加入(0.1-0.3)g硝酸錳和(0.1-0.15)g氯化鐵，攪拌分散制得混合溶液；將上述制得的混合溶液緩慢滴加到質量濃度為10％的氯化鈣溶液中，40℃下攪拌處理1-2h，之后進行噴霧干燥，制得海藻酸鈉凝膠改性金屬復合物多孔材料；噴霧干燥時，保持進風口溫度為150-180℃，出風口溫度為70-90℃；

(4)將聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁和100ml去離子水混合攪拌處理，然后加入污泥陶粒，具有次級微球結構層的復合核殼纖維、海藻酸鈉凝膠改性金屬復合物多孔材料，繼續攪拌混合，之后干燥，制得除磷凈水劑。

7.根據權利要求6所述的一種除磷凈水劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述十八烷胺、二甲基乙酰胺、均苯四甲酸二酐和苯酐的用量比為10g:(80-100)ml：(10-12)g：(15-20)g。

8.根據權利要求6所述的一種除磷凈水劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述聚苯乙烯顆粒、聚碳硅烷、N,N-二甲基甲酰胺的用量比為1g：(0.8-1)g：50ml。

9.根據權利要求6所述的一種除磷凈水劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述同軸靜電紡絲工藝具體為：紡絲電壓為10-20kV，噴頭與收集器的距離為10-20cm，溶液A和溶液B的流量比為(1-5)：1。

10.根據權利要求6所述的一種除磷凈水劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述燒結處理的具體過程為：首先以5℃/min的升溫速率升溫至500℃保溫1h，然后以10℃/min的升溫速率升溫至800℃，保溫處理1h，最后以5℃/min的升溫速率升溫1200℃，保溫處理2h。