一種水體凈化材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水體凈化材料的制備及其應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及用于水體凈化新型修復(fù)材料的制備方法；其特征在于本發(fā)明是將木屑或者鋸末與過(guò)量氧化鐵混合均勻后在馬弗爐中厭氧干餾使生物炭表面還原一層零價(jià)鐵，形成微原電池，并將其與凹凸棒土、活性炭、膨脹石墨、碳酸鈣按照一定比例混合后在羧甲基纖維素作用下擠壓成型制得，對(duì)于Pb2+、As5+、Cr6+，COD、氨氮以及染料等污染均有較好的去除效果。本發(fā)明能夠協(xié)同不同修復(fù)材料的功能，既解決了修復(fù)材料單獨(dú)使用時(shí)功能過(guò)于單一的問(wèn)題、同時(shí)也降低了修復(fù)成本，提高了修復(fù)效率，擴(kuò)大了它在水體污染治理方面的應(yīng)用潛力。
【專利說(shuō)明】
一種水體凈化材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及水體凈化材料，特別涉及一種水體凈化材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近代工業(yè)化的發(fā)展，污染物排放引起的水體污染日益引起人們的重視，特別是氨氮、印染、重金屬污染，在人均水資源占有量低于世界平均水平的我國(guó)，其受污染的程度緊密影響著我們的人體健康，因此，水體污染特別是氨氮、印染、重金屬?gòu)U水的治理問(wèn)題亟待解決。
[0003]目前，用來(lái)修復(fù)水體污染的天然或人工合成的改性材料主要有活性炭、沸石、凹凸棒土、零價(jià)鐵、合金材料等，但是該類功能材料單獨(dú)使用時(shí)，往往只能夠修復(fù)特定或者少數(shù)幾種污染物，致使修復(fù)后的水體仍殘留部分有毒物質(zhì)，對(duì)人體健康造成極大的隱患。因此，人們?cè)谛迯?fù)水體污染時(shí)，往往必須同時(shí)添加不同修復(fù)材料，這樣雖然能夠得到較為理想的水質(zhì)，但是，這不僅使水體修復(fù)的工序更加繁瑣，而且還增加了投入，不利于水體修復(fù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種具有多種修復(fù)功能的水體凈化材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
[0005]本發(fā)明提供的一種水體凈化材料，原料組分按質(zhì)量百分比計(jì)包括:復(fù)合材料50?60%，凹凸棒土20?25%，活性炭10?12%，膨脹石墨3?5%，碳酸|丐4?8% ；
[0006]所述的復(fù)合材料通過(guò)如下方法制得:按質(zhì)量比1:1.2?1.5將木肩或者鋸末與氧化鐵均勻混合后放入密封的坩禍中，隨后將該坩禍置于馬弗爐，調(diào)整溫度至800?100tC干餾8?10h，取出備用。
[0007]所述的活性炭的粒度為50?100目。
[0008]所述的膨脹石墨的膨脹倍率為310?350ml/g。
[0009]本發(fā)明提供的一種水體凈化材料的制備方法，包括如下步驟:
[0010]I)按上述配比將復(fù)合材料與凹凸棒土、活性炭、膨脹石墨、碳酸鈣混合均勻；
[0011]2)配制濃度15?20%的羧甲基纖維素溶液，在通氮?dú)獠⒓訑嚢璧臈l件下，緩慢加入到步驟I)制得的混合料中至呈粘稠狀，隨后同樣在通氮?dú)獾臈l件下經(jīng)過(guò)雙螺桿擠條機(jī)成型；
[0012]3)將上述成型的材料通過(guò)真空干燥箱在45?50°C低溫干燥8?1h后，升溫至1000C繼續(xù)干燥8?1h，隨后在4000C氮?dú)夥罩徐褵齀h，完成后加工成顆粒狀材料，即為水體凈化材料。
[0013]本發(fā)明將木肩或者鋸末與過(guò)量氧化鐵混合均勻后放入馬弗爐中進(jìn)行厭氧干餾，使生物炭表面形成一層零價(jià)鐵鍍層，由于鐵、碳之間存在電極電位差，廢水中會(huì)形成微原電池，利用鐵/碳內(nèi)電解法進(jìn)行廢水處理，很好的增強(qiáng)了對(duì)廢水的處理效果，而且殘留的氧化鐵對(duì)砷有很好的去除效果。
[0014]本發(fā)明能夠協(xié)同不同修復(fù)材料的功能，既解決了修復(fù)材料單獨(dú)使用時(shí)功能過(guò)于單一的問(wèn)題、同時(shí)也降低了修復(fù)成本，提高了修復(fù)效率，擴(kuò)大了它在水體污染治理方面的應(yīng)用潛力。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明新型水體凈化材料可廣泛應(yīng)用于多種水體污染的治理。
[0017]2、本發(fā)明能夠協(xié)同不同修復(fù)材料的功能，既解決了修復(fù)材料單獨(dú)使用時(shí)功能過(guò)于單一的問(wèn)題、同時(shí)也降低了修復(fù)成本，提高了修復(fù)效率，擴(kuò)大了它在水體污染治理方面的應(yīng)用潛力。
[0018]3、本發(fā)明能夠改善零價(jià)鐵修復(fù)污染物易團(tuán)聚的缺點(diǎn)，而且會(huì)在鐵、碳之間形成微原電池，利用鐵/碳內(nèi)電解法進(jìn)行廢水處理。
[0019]4、本發(fā)明一種高效、多功能水體凈化材料的制備方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單可靠，容易控制;并且成本低廉，適合規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明水體凈化材料圖。
[0021]圖2為本發(fā)明水體凈化材料對(duì)重金屬的去除曲線圖。
[0022]圖3為本發(fā)明水體凈化材料對(duì)NH3-N、C0D的去除曲線圖。
[0023]圖4為本發(fā)明水體凈化材料對(duì)酸性艷藍(lán)的去除曲線圖。
[0024]圖5為本發(fā)明修復(fù)后材料圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1:水體凈化材料的制備
[0026]原料組分配比:復(fù)合材料60%，凹凸棒土20%，粒度為80目的活性炭10%，膨脹倍率為330ml/g的膨脹石墨4%，碳酸鈣6% ;
[0027]所述的復(fù)合材料通過(guò)如下方法制得:按質(zhì)量比1:1.5將木肩或者鋸末與氧化鐵均勻混合后放入密封的坩禍中，隨后將該坩禍置于馬弗爐，調(diào)整溫度至100tC干餾8h，取出備用。
[0028]水體凈化材料的制備方法，包括如下步驟:
[0029]I)按上述配比將復(fù)合材料與凹凸棒土、活性炭、膨脹石墨、碳酸鈣混合均勻；
[0030]2)配制濃度15%的羧甲基纖維素溶液，在通氮?dú)獠⒓訑嚢璧臈l件下，緩慢加入到步驟I)制得的混合料中至呈粘稠狀，隨后同樣在通氮?dú)獾臈l件下經(jīng)過(guò)雙螺桿擠條機(jī)成型；
[0031]3)將上述成型的材料通過(guò)真空干燥箱在45 °C低溫干燥8h后，升溫至100 °C繼續(xù)干燥8h，隨后在400°C氮?dú)夥罩徐褵齦h，完成后加工成顆粒狀材料，即為水體凈化材料(見(jiàn)圖
Do
[0032]實(shí)施例2:水體凈化材料對(duì)Pb2+、As5+、Cr6+的去除實(shí)驗(yàn)
[0033]將本發(fā)明制備的新型凈水材料進(jìn)行?132+^85+、&6+的去除率測(cè)驗(yàn)。取4.(^所述材料加入到10ml模擬上述重金屬為50mg/L的弱酸性重金屬污染廢水中，分三組平行試驗(yàn)，將其放入35°C的恒溫振蕩箱中進(jìn)行反應(yīng)，每隔一段時(shí)間取樣測(cè)量水體中重金屬濃度，得到所述材料的重金屬去除曲線。從圖2中可以看出:本發(fā)明制備的所述材料對(duì)各種重金屬都具有很好的去除效果，并且反應(yīng)迅速，30min內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)90%以上的去除率。
[0034]實(shí)施例3:水體凈化材料對(duì)NH3-N、C0D的去除實(shí)驗(yàn)
[0035]將本發(fā)明制備的新型凈水材料進(jìn)行NH3-N、COD的去除率測(cè)驗(yàn)。取4.0g所述材料加入到10ml生活污染廢水中，采取30%的氫氧化鈉溶液和10%的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH，分三組平行試驗(yàn)，將其放入35 °C的恒溫振蕩箱中進(jìn)行反應(yīng)，每隔一段時(shí)間取樣測(cè)量水體中NH3-N、C0D值，得到所述材料的NH3-N、COD去除曲線。從圖3中可以看出:本發(fā)明制備的所述材料對(duì)NH3-N、C0D都具有很好的去除效果，30min內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)70%以上的去除率。
[0036]實(shí)施例4:水體凈化材料對(duì)酸性艷藍(lán)的去除實(shí)驗(yàn)
[0037]將本發(fā)明制備的新型凈水材料進(jìn)行酸性艷藍(lán)的去除率測(cè)驗(yàn)。將稀釋至125mg/L的酸性艷藍(lán)模擬染料廢水200ml于400ml燒杯中，加入新型凈水材料4.0g，分三組平行試驗(yàn)，將其放入30°C的恒溫振蕩箱中進(jìn)行反應(yīng)，每隔一段時(shí)間取樣測(cè)量水體中酸性艷藍(lán)的去除率，得到所述材料的酸性艷藍(lán)去除曲線。從圖4中可以看出:本發(fā)明制備的所述材料對(duì)酸性艷藍(lán)具有很好的去除效果，并且反應(yīng)迅速，30min后即可實(shí)現(xiàn)92%以上的去除率。
[0038]圖5為本發(fā)明水體凈化材料凈化廢水后，材料由原來(lái)的黑灰色變?yōu)榧t褐色，水變得清澈透明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水體凈化材料，其特征在于，原料組分按質(zhì)量百分比計(jì)包括:復(fù)合材料50?60%，凹凸棒土20?25%，活性炭10?12%，膨脹石墨3?5%，碳酸|丐4?8% ； 所述的復(fù)合材料通過(guò)如下方法制得:按質(zhì)量比1: 1.2?1.5將木肩或者鋸末與氧化鐵均勻混合后放入密封的坩禍中，隨后將該坩禍置于馬弗爐，調(diào)整溫度至800?100tC干餾8?10h，取出備用。2.如權(quán)利要求1所述的一種水體凈化材料，其特征在于，所述的活性炭的粒度為50?100 目。3.如權(quán)利要求1所述的一種水體凈化材料，其特征在于，所述的膨脹石墨的膨脹倍率為310?350ml/go4.如權(quán)利要求1所述的一種水體凈化材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)按上述配比將復(fù)合材料與凹凸棒土、活性炭、膨脹石墨、碳酸鈣混合均勻； 2)配制濃度15?20%的羧甲基纖維素溶液，在通氮?dú)獠⒓訑嚢璧臈l件下，緩慢加入到步驟I)制得的混合料中至呈粘稠狀，隨后同樣在通氮?dú)獾臈l件下經(jīng)過(guò)雙螺桿擠條機(jī)成型； 3)將上述成型的材料通過(guò)真空干燥箱在45?50°C低溫干燥8?1h后，升溫至100°C繼續(xù)干燥8?10h，隨后在400°C氮?dú)夥罩徐褵齦h，完成后加工成顆粒狀材料，即為水體凈化材料。
【文檔編號(hào)】C02F1/461GK105905990SQ201610277892
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】楊永剛, 秦作棟
【申請(qǐng)人】山西大學(xué)