[發(fā)明專利]一種ZrO2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110076830.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112791699A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐桂英;徐子昂;周衛(wèi)民;王坤;田昊;葛輝;安百鋼;高占先;張大奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J21/06;B01J35/08;C02F1/28;C02F1/32;C02F103/20
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 徐喆

本發(fā)明涉及一種ZrO₂/煤瀝青基復(fù)合活性炭球的制備方法，通過(guò)浸漬燒結(jié)法將納米ZrO₂前驅(qū)體負(fù)載在煤瀝青基球形活性炭表面；負(fù)載后的球形活性炭放入管式爐中，在氮?dú)鈿夥障拢訜幔僮匀焕鋮s后得到成品。該復(fù)合活性炭球具有有效的殺菌性能和防脫落性能，可以有效地吸附水中的懸浮物和污染物，并在紫外光激發(fā)下殺死水中的細(xì)菌，為使用循環(huán)水的養(yǎng)殖體系的水處理問(wèn)題提供了有效解決方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種ZrO₂/煤瀝青基復(fù)合活性炭球的制備方法。

背景技術(shù)

水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中引入了多種養(yǎng)殖技術(shù)，然而，隨之而來(lái)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)以多種形式產(chǎn)生的自身污染也日益顯現(xiàn)，不僅在一定程度上危害到養(yǎng)殖水域自身的生態(tài)環(huán)境，還對(duì)周邊的水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成一定威脅。污染問(wèn)題不僅帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)損失，更是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的威脅。殘余餌料、肥料或各種養(yǎng)殖生物的排泄物及殘骸等在分解過(guò)程中，會(huì)消耗水體中的溶解氧，并釋放出各種氨氮、亞硝酸鹽、硝酸氮等產(chǎn)物，從而增加水體中COD、總氮、總磷、氨氮等的含量，造成水體富含營(yíng)養(yǎng)化，細(xì)菌滋生，對(duì)水產(chǎn)本身乃至消費(fèi)者的身體健康造成危害。

活性炭具有比表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于水處理吸附劑，其中球形活性炭憑借其球形結(jié)構(gòu)而具有較高的裝填密度和流動(dòng)性，是水處理吸附劑中的佼佼者，但球形活性炭在水處理中僅起到物理吸附作用，對(duì)污染物只能起到暫時(shí)的消除效果，不能有效的分解水中細(xì)菌和污染物。

TiO₂的禁帶寬度為3.2eV，具有較好的光催化特性，在紫外光的激發(fā)下產(chǎn)生活性氧物質(zhì)，能有效滅殺水體中的細(xì)菌，降解水中污染物。現(xiàn)有技術(shù)中，將TiO₂與活性炭復(fù)合，結(jié)合物理吸附和光催化殺菌的協(xié)同作用，殺菌率可達(dá)到98.3％，但在重復(fù)多次的殺菌實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，球形活性炭表面的TiO₂在使用過(guò)程中容易發(fā)生脫落，導(dǎo)致后續(xù)的殺菌效率降低。

二氧化鋯(ZrO₂)具有高熔點(diǎn)、高折射率和低熱膨脹系數(shù)的性質(zhì)，常用于耐熱耐磨涂層，與其他材料復(fù)合后，不易脫落，雖然禁帶寬度約為5.0eV，但在紫外光激發(fā)下同樣具有殺菌能力，又因其光生空穴具有較高的氧化電位，故能應(yīng)對(duì)各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物，具有較好的發(fā)展?jié)摿ΑＶ袊?guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01610050681.1可，公開了一種采用低溫煅燒鋯溶膠制備二氧化鋯納米粉體的方法，采用低溫煅燒鋯溶膠制備出的二氧化鋯涂層不僅與基底結(jié)合緊密，還具有較好的電化學(xué)腐蝕抗性。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種ZrO₂/煤瀝青基復(fù)合活性炭球的制備方法，該復(fù)合活性炭球可以有效地吸附水中的懸浮物和污染物，并在紫外光激發(fā)下殺死水中的細(xì)菌，能夠有效避免催化材料在長(zhǎng)時(shí)間使用后脫落的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種ZrO₂/煤瀝青基復(fù)合活性炭球的制備方法，包括以下步驟：

1)取煤瀝青球1-3倍質(zhì)量的KOH固體溶于去離子水中，與煤瀝青球混合，真空干燥將溶液蒸發(fā)；干燥好的煤瀝青球放入管式爐中加熱；在氮?dú)鈿夥障拢?jīng)過(guò)兩次升溫并保持恒溫，再自然冷卻后取出樣品；樣品用鹽酸和去離子水沖洗直到中性為止，放入干燥箱中干燥制得煤瀝青基球形活性炭；

2)取八水氧氯化鋯固體溶解到去離子水中，隨后加入PEG600表面活性劑，在磁力攪拌器上攪拌均勻，制得無(wú)色透明的納米ZrO₂前驅(qū)體溶液；

3)通過(guò)浸漬燒結(jié)法將納米ZrO₂前驅(qū)體負(fù)載在煤瀝青基球形活性炭表面；負(fù)載后的球形活性炭放入管式爐中，在氮?dú)鈿夥障拢訜幔僮匀焕鋮s后取出樣品，得到ZrO₂/煤瀝青基復(fù)合活性炭球。

以紫外線為激發(fā)光源，將步驟3)得到的ZrO₂/煤瀝青基復(fù)合活性炭球與錦鯉養(yǎng)殖水混合，持續(xù)攪拌一段時(shí)間。