一種竹炭基微電解多孔陶粒填料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種竹炭基微電解多孔陶粒填料及其制備方法，以鐵為陽(yáng)極、碳為陰極，其中陰極碳所采用的原料為竹粉，其主要制備過(guò)程集竹粉活化碳化于一體，竹粉亦起到部分造孔的作用，填料呈多孔蜂窩球狀結(jié)構(gòu)，粒徑為1～15mm，吸水率為20%～45%，比表面積為30～60m2/g。將鐵粉、竹粉、粘土、活化劑、催化劑、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，成球，于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，升溫至150～250℃，預(yù)活化碳化30～60分鐘后，繼續(xù)升溫至500～800℃，保溫1～2小時(shí)，然后自然降至室溫，制得竹炭基微電解多孔陶粒填料。原料環(huán)保易得，制備工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品在污水處理方面具有良好的表現(xiàn)，適合重金屬與染料污水的處理，可解決傳統(tǒng)填料的再生利用不佳等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種竹炭基微電解多孔陶粒填料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理、環(huán)境友好材料領(lǐng)域，具體涉及一種竹炭基微電解多孔陶粒填料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔陶瓷是以氣孔為主相的一類陶瓷材料，隨著控制材料的細(xì)孔結(jié)構(gòu)水平的不斷提高，多孔陶瓷和玻璃纖維、金屬等相比有優(yōu)異的特性:氣孔分布均勻、機(jī)械強(qiáng)度高和易于再生等。多孔陶瓷材料的性能是由微孔的表面化學(xué)特性、物理化學(xué)特性和微孔的尺寸特性決定的。在非晶態(tài)的氧化物中，對(duì)表面特性有非常大的影響的是表面的一些活性基團(tuán)的存在與否及其多寡，酵素載體就是利用表面的硅氧醇基使酵素與多孔玻璃共價(jià)結(jié)合。微孔表面的物質(zhì)化學(xué)組成、晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)有無(wú)活性基團(tuán)決定了多孔材料的吸附、吸收性能。
[0003]陶瓷材料具有各種優(yōu)良的性能，特別是多孔陶瓷的多孔特性，使得其在水污染、大氣污染的治理及固體廢棄物的利用方面有著廣泛的應(yīng)用。汽車尾氣凈化器采用薄壁堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體，載體表面涂覆貴金屬、稀土元素、過(guò)渡金屬等復(fù)合制成的催化劑，將汽車尾氣中的C0、HC、N0x等有害成分，通過(guò)催化分解變成無(wú)害的C02、H20和N2等氣體，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合 陶瓷特性，產(chǎn)品具有尺寸規(guī)整、比表面積大、導(dǎo)熱快、抗壓強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低、熱穩(wěn)定性好等性能。另外多孔陶粒作為水處理填料得到了廣泛的應(yīng)用，其用途主要有3種:(I)應(yīng)用于曝氣生物濾池(BIOFOR)中生物陶粒載體；(2)應(yīng)用于含油廢水處理的過(guò)濾材料；(3)代替?zhèn)鹘y(tǒng)水處理中深度處理用濾料。制備陶粒的原料多為粉煤灰、赤泥、污泥等污染廢棄物，價(jià)格便宜且環(huán)保，可行性強(qiáng)。
[0004]美國(guó)專利N0.5192607和N0.5643987介紹了在陶瓷坯料內(nèi)引入聚合分散物，加熱時(shí)可聚合并構(gòu)成連續(xù)空間結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物生產(chǎn)多孔陶瓷的方法。其中專利N0.5192607講述的方法是在初始陶瓷粉體內(nèi)引入加熱時(shí)能聚合的非飽和碳?xì)浠衔?、乳化劑和水。非飽和碳?xì)浠衔镌诓蛔?00°C下于I~48h內(nèi)發(fā)生聚合，干燥后，經(jīng)1000°C煅燒消除有機(jī)物，在1400~1600°C下燒成制品。通過(guò)變化水量來(lái)調(diào)整孔隙率。增加水量可提高孔隙率；減少水量可降低孔隙率，提高強(qiáng)度。利用該方法可以制取孔隙分布均勻的多孔陶瓷。專利N0.5643987給出的是平均孔隙直徑約為20埃的氮化硅基微孔陶瓷的生產(chǎn)方法:作造孔劑的是平均分子質(zhì)量為200~10000g/mol的聚合物。日本專利N0.2007057288提供一種方法，用于在氣體通道的形成過(guò)程中，防止裂紋形成并制造內(nèi)部的電極的多孔陶瓷。
[0005]微電解是指低壓直流狀態(tài)下的電解，可有效去除鈣、鎂離子，同時(shí)電解可產(chǎn)生滅菌消毒的活性氫氧自由基和活性氯，使其表面也具有吸附和殺菌作用。鐵炭浸沒(méi)于水中形成無(wú)數(shù)微小的原電池，電極反應(yīng)過(guò)程不耗電，而能產(chǎn)生氧化還原、電附聚等作用；電極反應(yīng)得到的新生態(tài)氫具有較大的活性，能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞發(fā)色、助色基團(tuán)結(jié)構(gòu)，使偶氮鍵斷裂，大分子分解為小分子，硝基化合物還原為胺基化合物，以達(dá)到脫色目的，電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+是一種吸附、包容和絡(luò)合能力相當(dāng)強(qiáng)的混凝劑。在電化學(xué)過(guò)程中形成的絡(luò)合物Fe(OH)n通過(guò)吸附架橋和卷掃的作用去除水中的污染物，這就是電絮凝處理技術(shù)。
[0006]電極反應(yīng):
陽(yáng)極:Fe (s) -1e — Fe2+ E0 (Fe2+/Fe) =-0.44 V
陰極:酸性條件下:2H++2e- — 2[H] — H2 t E0 (H+/H2)=0.00 V
酸性充氧條件下:02(g)+4H++4e- — 2H20 E0 (O2/ H2O) =1.23 V
中性條件下:02 (g) +2H20+4e_ — 40F Eθ (O2/ OF) =0.40 V
絮凝沉淀作用:微電解過(guò)程中，陽(yáng)極溶出大量的Fe2+，陰極H+也被大量消耗，溶液pH值逐漸升高。
[0007]Fe2++20r — Fe (OH) 2
4Fe2++80r+02+2H20 — 4Fe (OH) 3
微電解法的特點(diǎn)是作用機(jī)制多、協(xié)同性強(qiáng)、綜合效果好、脫色效果尤其明顯，還可提高廢水的可生化性，與二級(jí)生化處理工藝匹配性好、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用低。其C0D&去除率可達(dá)20%~60%，脫色率在50%~96%。目前該技術(shù)能簡(jiǎn)單應(yīng)用于各種無(wú)機(jī)廢水處理和有機(jī)難降解廢水的預(yù)處理上，效果突出。并在制藥廢水、染料生產(chǎn)廢水、印染廢水、有機(jī)與石油化工廢水及電鍍廢水的治理工程上進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用，取得了較大的進(jìn)展。
[0008]但在實(shí)際處理環(huán)節(jié)，微電解填料依然存在許多缺陷。填料需配合反應(yīng)器使用，并且在使用時(shí)仍有諸多限制。傳統(tǒng)微電解工藝所采用的多為鐵屑與活性炭，在活性炭吸附飽和后，填料的處理能力有所減弱。鐵炭之間由于物理接觸緊密，易形成隔離層使得電解無(wú)法正常進(jìn)行。另外長(zhǎng)時(shí)間的使用傳統(tǒng)填料，導(dǎo)致填料周圍易脫落形成板結(jié)，使水無(wú)法均勻通過(guò)，失去處理能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種竹炭基微電解多孔陶粒填料及其制備方法，以多孔陶粒為載體，利用其較高孔隙率及比表面積的特性，得到顆粒密度低，有利于反沖洗，可有效地防止填料板結(jié)，并保證內(nèi)電解池長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行的竹炭基微電解多孔陶粒填料。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種竹炭基微電解多孔陶粒填料，以鐵為陽(yáng)極、碳為陰極，呈多孔蜂窩球狀規(guī)整化結(jié)構(gòu),粒徑為I~15mm，吸水率為20%~45%，比表面積為30~60m2/g。
[0011]原料組成及質(zhì)量百分比如下:
鐵粉:10%~50%
竹粉:5%~30%
粘土:10% ~40%
活化劑:5%~10%
催化劑:1%~5%
造孔劑:1%~10%
粘結(jié)劑:1%~10%ο
[0012]所述鐵粉為市售工業(yè)級(jí)還原鐵粉，粒徑為80~100目。
[0013]所述竹粉是將竹屑于80~120°C干燥后細(xì)碎，過(guò)100目篩。
[0014]所述活化劑為氯化鋅、磷酸中的一種或兩種。[0015]所述活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種。
[0016]所述催化劑為銅、氧化鋅、沸石、二氧化硫脲、氯化鈣、四硼酸鈉中的一種或多種。
[0017]所述造孔劑為氯化銨、草酸銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、玉米淀粉、竹粉中的一種或多種。
[0018]所述粘結(jié)劑為木質(zhì)素黑液、聚乙烯醇、糊化淀粉、羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉中的一種或多種。
[0019]制備方法包括以下步驟:
(1)將鐵粉、竹粉、粘土、活化劑、催化劑、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，控制坯體總含水率為25%~40%，將坯體放入造球機(jī)內(nèi)成球；
(2)置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，升溫至150~250°C，預(yù)活化碳化30~60分鐘后，繼續(xù)升溫至500~800°C，保溫I~2小時(shí)，然后自然降至室溫，制得竹炭基微電解多孔陶粒填料。
[0020]本發(fā)明以竹粉、鐵粉、粘土作為多孔陶瓷骨料，將多孔陶瓷與微電解技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以碳化后竹炭作為微電解陰極消耗材料，鐵粉作為微電解陽(yáng)極消耗材料，添加催化劑、造孔劑、粘結(jié)劑等制備一種竹炭基微電解多孔陶粒填料。與傳統(tǒng)鐵碳填料相比，較好地利用再生資源竹屑作為填料的一部分，另外在燒結(jié)過(guò)程中，竹屑的活化與碳化共同進(jìn)行，催化劑在提供活化條件 的情況下，仍可促進(jìn)微電解效果，達(dá)到簡(jiǎn)化工藝程序，節(jié)約能源消耗的目的。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下創(chuàng)新和優(yōu)點(diǎn):
(I)采用資源環(huán)保材料竹屑的碳化產(chǎn)物作為微電解電極，集竹屑碳化活化過(guò)程于一體，在催化劑作用下，煅燒成球同時(shí)制得陰極碳，既能配合鐵表現(xiàn)出良好的微電解效果，也可滿足多孔陶瓷的部分造孔需求，以達(dá)到一舉多得、資源利用的最佳化。
[0022](2)多孔陶粒作為填料載體具有較高的吸水率及比表面積，同時(shí)保證了廢水流通順暢，增強(qiáng)了傳質(zhì)效果，極大地提高了廢水處理效果。
[0023](3)多孔陶粒填料的顆粒密度較低，有利于反沖洗的順利進(jìn)行，避免了處理后固體廢物及絮凝物在填料表面沉積，可有效地防止填料板結(jié)，并保證內(nèi)電解池長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是竹炭基微電解多孔陶粒外表面掃描電鏡圖(放大100倍)。
[0025]圖2是竹炭基微電解多孔陶粒內(nèi)截面掃描電鏡圖(放大200倍)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]一種竹炭基微電解多孔陶粒填料，以鐵為陽(yáng)極、碳為陰極，呈多孔蜂窩球狀規(guī)整化結(jié)構(gòu)，粒徑為I~15mm,吸水率為20%~45%,比表面積為30~60m2/g。
[0027]原料組成及質(zhì)量百分比如下:
鐵粉:10%~50%
竹粉:5%~30%
粘土:10% ~40%
活化劑:5%~10%催化劑:1%~5%
造孔劑:1%~10%
粘結(jié)劑:1%~10%ο
[0028]所述鐵粉為市售工業(yè)級(jí)還原鐵粉，粒徑為80~100目。
[0029]所述竹粉是將竹屑于80~120°C干燥后細(xì)碎，過(guò)100目篩。
[0030]所述活化劑為氯化鋅、磷酸中的一種或兩種。
[0031]所述活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種。
[0032]所述催化劑為銅、氧化鋅、沸石、二氧化硫脲、氯化鈣、四硼酸鈉中的一種或多種。
[0033]所述造孔劑為氯化銨、草酸銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、玉米淀粉、竹粉中的一種或多種。
[0034]所述粘結(jié)劑為木質(zhì)素黑液、聚乙烯醇、糊化淀粉、羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉中的一種或多種。
[0035]制備方法包括以下步驟:
(1)將鐵粉、竹粉、粘土、活化劑、催化劑、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，控制坯體總含水率為25%~40%，將坯體放入造球機(jī)內(nèi)成球；
(2)置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，升溫至150~250°C，預(yù)活化碳化30~60分鐘后，繼續(xù)升溫至500~800°C，保溫I~2小時(shí)，然后自然降至室溫，制得竹炭基微電解多孔陶粒填料。
[0036]實(shí)施例1
1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于80°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0037]2.原料及用量 鐵粉40份
竹粉10份 粘土 30份 活化劑2份 催化劑3份 造孔劑5份 粘結(jié)劑10份
3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至150°C，活化30分鐘，之后繼續(xù)升溫至500°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0038]所述的活化劑為磷酸、氯化鋅的混合物。
[0039]所述的催化劑為二氧化硫脲、氧化鋅的混合物。
[0040]所述的造孔劑為氯化銨、碳酸鈉的混合物。
[0041]所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇溶液。
[0042]實(shí)施例2
1.原料的準(zhǔn)備竹屑置于90°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0043]2.原料及用量 鐵粉30份
竹粉10份 粘土 20份 活化劑4份 催化劑1份 造孔劑5份 粘結(jié)劑10份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至160°C，活化35分鐘，之后繼續(xù)升溫至600°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0044]所述的活化劑為氯化鋅。
[0045]所述的催化劑為氧化鋅、氯化鈣的混合物。
[0046]所述的造孔劑為氯化銨、竹粉的混合物。
[0047]所述的粘結(jié)劑為木質(zhì)素黑液和硅酸鈉的混合物。 [0048]實(shí)施例3 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于100°c干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0049]2.原料及用量 鐵粉30份
竹粉30份 粘土 20份 活化劑3份 催化劑2份 造孔劑5份 粘結(jié)劑10份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至170°C，活化40分鐘，之后繼續(xù)升溫至700°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0050]所述的活化劑為磷酸。
[0051 ] 所述的催化劑為四硼酸鈉。
[0052]所述的造孔劑為碳酸氫鈉、碳酸鈉的混合物。
[0053]所述的粘結(jié)劑為羧甲基纖維素鈉和聚乙烯醇溶液的混合物。
[0054]實(shí)施例4 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于110°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。[0055]2.原料及用量
鐵粉20份 竹粉40份 粘土 20份 活化劑4份 催化劑1份 造孔劑5份 粘結(jié)劑10份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至180°C，活化45分鐘，之后繼續(xù)升溫至800°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0056]所述的活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合物。
[0057]所述的催化劑無(wú)機(jī)催化劑銅及沸石的混合物。
[0058]所述的造孔劑為玉米淀粉及氯化銨的混合物。
[0059]所述的粘結(jié)劑為硅酸鈉。 [0060]實(shí)施例5 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于120°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0061]2.原料及用量 鐵粉40份
竹粉20份 粘土 20份 活化劑4份 催化劑3份 造孔劑3份 粘結(jié)劑10份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至190°C，活化50分鐘，之后繼續(xù)升溫至800°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0062]所述的活化劑為氫氧化鉀。
[0063]所述的催化劑為二氧化硫脲、無(wú)機(jī)催化劑銅的混合物。
[0064]所述的造孔劑為玉米淀粉、竹粉的混合物。
[0065]所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇溶液。
[0066]實(shí)施例6 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于85°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0067]2.原料及用量鐵粉50份 竹粉10份 粘土 20份 活化劑5份 催化劑4份 造孔劑6份 粘結(jié)劑5份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至200°C，活化55分鐘，之后繼續(xù)升溫至750°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0068]所述的活化劑為氫氧化鈉。
[0069]所述的催化劑為二氧化硫脲、氧化鋅、無(wú)機(jī)催化劑銅的混合物。
[0070]所述的造孔劑為氯化銨、竹粉的混合物。
[0071]所述的粘結(jié)劑為木質(zhì)素黑液。
[0072]實(shí)施例7 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于95°C 干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0073]2.原料及用量 鐵粉60份
竹粉10份 粘土 20份 活化劑2份 催化劑1份 造孔劑2份 粘結(jié)劑5份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至210°C，活化60分鐘，之后繼續(xù)升溫至650°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0074]所述的活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合物。
[0075]所述的催化劑為沸石、氯化鈣的混合物。
[0076]所述的造孔劑為氯化銨。
[0077]所述的粘結(jié)劑為糊化淀粉、羧甲基纖維素鈉的混合物。
[0078]實(shí)施例8 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于105°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0079]2.原料及用量 鐵粉30份竹粉20份 粘土 30份 活化劑5份 催化劑5份 造孔劑3份 粘結(jié)劑7份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至220°C，活化50分鐘，之后繼續(xù)升溫至550°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0080]所述的活化劑為磷酸、氯化鋅的混合物。
[0081]所述的催化劑為無(wú)機(jī)催化劑銅、氧化鋅的混合物。
[0082]所述的造孔劑為玉米淀粉。
[0083]所述的粘結(jié)劑為糊化淀粉。
[0084]實(shí)施例9 1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于115°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0085]2.原料及用量 鐵粉25份
竹粉25份 粘土 30份 活化劑5份 催化劑3份 造孔劑5份 粘結(jié)劑7份 3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至230°C，活化40分鐘，之后繼續(xù)升溫至650°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0086]所述的活化劑為氫氧化鈉。
[0087]所述的催化劑為二氧化硫脲、氧化鋅的混合物。
[0088]所述的造孔劑為碳酸氫鈉。
[0089]所述的粘結(jié)劑為木質(zhì)素黑液和羧甲基纖維素鈉的混合物。
[0090]實(shí)施例10
1.原料的準(zhǔn)備
竹屑置于80°C干燥后充分細(xì)碎,過(guò)100目篩。
[0091] 2.原料及用量 鐵粉25份
竹粉25份粘土 30份 活化劑5份 催化劑3份 造孔劑5份 粘結(jié)劑7份
3.工藝過(guò)程
將上述原料調(diào)和均勻，選擇相應(yīng)模板，放入造球機(jī)成球。所制備的生料球置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至250°C，活化30分鐘，之后繼續(xù)升溫至600°C，保溫2小時(shí)。待其自然降至室溫，取出保存。成品表面粗糙，為黑色圓球狀體。
[0092]所述的活化劑為氫氧化鉀。
[0093]所述的催化劑為氯化鈣。
[0094]所述的造孔劑為草酸鈉。
[0095]所述的粘結(jié)劑為羧甲基纖維素鈉和硅酸鈉的溶液混合物。
[0096]實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較:
經(jīng)過(guò)竹屑活化炭化一體制得的竹炭基微電解多孔陶粒填料比表面積可達(dá)30~60m2/g，吸水率穩(wěn)定在20%~45%，充分說(shuō)明竹屑經(jīng)一體化處理已完全炭化，炭化后的竹屑體積收縮，起到了一定的造 孔作用，并配合陽(yáng)極鐵粉產(chǎn)生微電解效果。圖1、圖2分別為該竹炭基微電解多孔陶粒填料的外表面及內(nèi)截面環(huán)境掃描電鏡圖，由圖可看出，通過(guò)竹粉活化碳化及添加造孔劑所產(chǎn)生的微孔均勻分布填料表面及內(nèi)部，孔徑約為10~20 μ m且為三維連通的開(kāi)口孔，有利于鐵碳原電池在溶液中的形成，提供了極大的比表面積和均勻的水氣流通道，也為廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應(yīng)，提高處理效率。
[0097]上述實(shí)施例所制備的竹炭基微電解多孔陶粒填料對(duì)模擬Cr (VI)廢水、模擬印染廢水以及石獅某工廠脫硫廢水進(jìn)行處理，原廢水COD濃度為12000~25000mg/L，去除效果如下表所示:
表1竹炭基微電解多孔陶粒填料的各項(xiàng)處理性能
【權(quán)利要求】
1.一種竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:填料以鐵為陽(yáng)極、碳為陰極，呈多孔蜂窩球狀規(guī)整化結(jié)構(gòu)，粒徑為I~15mm，吸水率為20%~45%，比表面積為30~60m2/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:原料組成及質(zhì)量百分比如下: 鐵粉:10%~50% 竹粉:5%~30% 粘土: 10% ~40% 活化劑:5%~10% 催化劑:1%~5% 造孔劑:1%~10% 粘結(jié)劑:1%~10%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述鐵粉為市售工業(yè)級(jí)還原鐵粉，粒徑為80~100目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述竹粉是將竹屑于80~120°C干燥后細(xì)碎,過(guò)100目篩。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述活化劑為氯化鋅、磷酸中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述催化劑為銅、氧化鋅、沸石、二氧化硫脲、氯化鈣、四硼酸鈉中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述造孔劑為氯化銨、草酸銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、玉米淀粉、竹粉中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料，其特征在于:所述粘結(jié)劑為木質(zhì)素黑液、聚乙烯醇、糊化淀粉、羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉中的一種或多種。
10.一種制備如權(quán)利要求1所述的竹炭基微電解多孔陶粒填料的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將鐵粉、竹粉、粘土、活化劑、催化劑、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，控制坯體總含水率為25%~40%，將坯體放入造球機(jī)內(nèi)成球； (2)置于馬弗爐中煅燒，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，升溫至150~250°C，預(yù)活化碳化30~60分鐘后，繼續(xù)升溫至500~800°C，保溫I~2小時(shí)，然后自然降至室溫，制得竹炭基微電解多孔陶粒填料。
【文檔編號(hào)】C02F1/461GK104003483SQ201410273701
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】劉明華, 陳怡悅, 林曉杰, 卞瓊, 劉以凡 申請(qǐng)人:福州大學(xué)