本发明涉及净水材料制备技术领域，具体涉及一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法。
背景技术：
随着中国经济的快速发展，工业化和城市化进程的加快，环境污染和资源短缺问题日益显现。污水中含有对土地和人体有害各种污染物，人们对污水采用各种方法进行处理。物理法、化学药剂法和生物法是常用的方式，化学药剂法虽然可以减少污水中的污染物，但是化学药剂会造成二次污染，生物法的设备占地面积大，处理速度慢，这都给人们带来了困扰。
过滤是给水和污水处理中常用的物理处理方法之一，因而过滤介质的选用就成为采用该技术方法的关键。我国水处理用滤料大多采用碎石、炉渣、普通陶粒、玻璃钢或塑料进行污水的过滤、净化处理，但是上述滤料不同程度的存在孔隙堵塞，增大了工作阻力，有的孔隙度低，净化效果差，有的易老化，上述缺陷限制水处理滤料的应用，因此解决上述问题就显得十分必要了。
陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、电子等行业都得到了广泛的应用。陶瓷滤料属于一种新型的过滤材料，其相对于传统的石英砂、核桃壳、无烟粉等，具有孔隙率高、吸附性好、机械强度高、耐磨损、化学性能稳定、过滤周期长、耐反冲洗、不易造成二次污染等优点。因此，陶瓷滤料现已成为水处理行业的新一代滤料，其需求量逐年增加。
但现有的陶瓷滤料多以解决物理过滤的效果为主，既不耐磨又不耐碰撞，不能抵抗高速气流的冲刷，也不能抵抗熔渣的侵蚀，且从未明确提到杀菌灭藻的重要功能。
因此，亟需研制出一种能够解决上述问题的陶瓷滤料非常有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前普通陶瓷滤料存在孔隙率低、耐磨性差以及抗菌性差，满足不了材料市场要求的缺陷，提供了一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中超声分散，得到自制分散液；
（2）将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠混合放入球磨机中，在转速为270～300r/min的条件下球磨后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；
（3）将过筛漂珠粉末、硝酸银溶液和自制分散液混合搅拌，得到搅拌液，并用硝酸溶液调节搅拌液的ph至4.7～5.2，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中干燥，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；
（4）将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，搅拌反应，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的盐酸，继续保温混合反应，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中超声分散，待超声分散结束后，静置陈化，出料，得到自制硅溶胶；
（5）按重量份数计，分别称取40～42份自制载银漂珠粉末、10～12份聚苯乙烯、20～24份自制硅溶胶、4～6份琥珀粉、2～4份无水乙醇和32～36份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中造粒，得到自制颗粒；
（6）将自制颗粒放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中干燥，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。
步骤（1）所述的十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水的质量比为3：1：5，超声分散功率为210～240w，超声分散频率为24～27khz，超声分散时间为27～30min。
步骤（2）所述的漂珠和废石膏的质量比为5：1，烧结温度为1240～1270℃，烧结时间为10～12h，氧化锆球磨珠和处理后的漂珠的球料质量比为18：1，球磨时间为2～3h。
步骤（3）所述的过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液的质量比为1：7：2，混合搅拌时间为20～30min，硝酸溶液的质量分数为27%，静置陈化时间为1～2天，干燥温度为96～100℃，干燥时间为45～60min。
步骤（4）所述的去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为2：5：1，搅拌反应温度为51～54℃，搅拌反应时间为16～20min，盐酸的质量分数为27%，继续反应时间为21～24min，超声分散功率为180～200w，超声分散频率为25～27khz，超声分散时间为27～30min，静置陈化时间为12～16h。
步骤（5）所述的搅拌时间为35～45min，造粒温度为110～124℃，造粒压力为5～6mpa，造粒时间为21～32min。
步骤（6）所述的烧结温度为1080～1150℃，烧结时间为4～6h，浸泡时间为10～12h，干燥温度为95～100℃，干燥时间为2～4h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以漂珠粉末为基材，聚苯乙烯作为造孔剂，自制硅溶胶作为粘结剂，并辅以琥珀粉和无水乙醇等制备得到改性载银漂珠基陶瓷滤料，首先将漂珠球磨得到漂珠粉末，并与废石膏共混，由于废石膏具有造孔性能，在其钙离子的作用下，一方面起着助熔效应并促进漂珠烧结，进一步打开微细漂珠的气孔，从而提高陶瓷滤料的比表面积和孔隙率，另一方面在高温条件下，致使物料产生更多的晶格畸变和缺陷，增加其无定形程度，有利于多孔陶瓷滤料的活性得到提高，再利用硝酸银溶液和自制分散液对漂珠进行双重改性，由于大部分的病原菌是单细胞微生物，是依靠蛋白酶来维持新陈代谢，硝酸银中的银离子吸引蛋白酶中带有负电荷的硫醇基，并迅速与其结合，有效地刺穿细胞壁与细胞膜外表，使细菌细胞因蛋白质变性，而无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡，提高了陶瓷滤料的抗菌性；
（2）本发明中的银离子在杀菌过程中与基材共同起到了耐磨的作用，另外银离子在自制分散液的作用下均匀分散在基材的孔隙间，形成致密网络结构，从而提高陶瓷滤料的耐磨性，继续采用溶胶-凝胶法将正硅酸乙酯、无水乙醇等混合搅拌反应得到自制硅溶胶，由于自制硅溶胶的比表面积较大，且表面活性基团数目较多，容易在基材表面形成致密、牢固的网络结构，使基材间链段的运动受到束缚，且自制硅溶胶中二氧化硅粒子的“纳米效应”能够吸收外界施加的应力，并对基材起到耐磨的作用，有利于陶瓷滤料的耐磨性得到提高，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
按质量比为3：1：5将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中，在功率为210～240w、频率为24～27khz的条件下超声分散27～30min，得到自制分散液；按质量比为5：1将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中，在温度为1240～1270℃的条件下烧结10～12h，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠按球料质量比为18：1混合放入球磨机中，在转速为270～300r/min的条件下球磨2～3h后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；将过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液按质量比为1：7：2混合搅拌20～30min，得到搅拌液，并用质量分数为27%的硝酸溶液调节搅拌液的ph至4.7～5.2，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化1～2天，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中，在温度为96～100℃的条件下干燥45～60min，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；按体积比为2：5：1将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，在温度为51～54℃下搅拌反应16～20min，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的质量分数为27%的盐酸，继续保温混合反应21～24min，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中，在功率为180～200w、频率为25～27khz的条件下超声分散27～30min，待超声分散结束后，静置陈化12～16h，出料，得到自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取40～42份自制载银漂珠粉末、10～12份聚苯乙烯、20～24份自制硅溶胶、4～6份琥珀粉、2～4份无水乙醇和32～36份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌35～45min，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中，在温度为110～124℃、压力为5～6mpa的条件下造粒21～32min，得到自制颗粒；将自制颗粒放入马弗炉中，在温度为1080～1150℃的条件下烧结4～6h，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡10～12h，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中，在温度为95～100℃的条件下干燥2～4h，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。
按质量比为3：1：5将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中，在功率为210w、频率为24khz的条件下超声分散27min，得到自制分散液；按质量比为5：1将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中，在温度为1240℃的条件下烧结10h，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠按球料质量比为18：1混合放入球磨机中，在转速为270r/min的条件下球磨2h后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；将过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液按质量比为1：7：2混合搅拌20min，得到搅拌液，并用质量分数为27%的硝酸溶液调节搅拌液的ph至4.7，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化1天，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中，在温度为96℃的条件下干燥45min，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；按体积比为2：5：1将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，在温度为51℃下搅拌反应16min，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的质量分数为27%的盐酸，继续保温混合反应21min，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中，在功率为180w、频率为25khz的条件下超声分散27min，待超声分散结束后，静置陈化12h，出料，得到自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取40份自制载银漂珠粉末、10份聚苯乙烯、20份自制硅溶胶、4份琥珀粉、2份无水乙醇和32份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210r/min的条件下搅拌35min，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中，在温度为110℃、压力为5mpa的条件下造粒21min，得到自制颗粒；将自制颗粒放入马弗炉中，在温度为1080℃的条件下烧结4h，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡10h，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中，在温度为95℃的条件下干燥2h，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。
按质量比为3：1：5将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中，在功率为230w、频率为26khz的条件下超声分散29min，得到自制分散液；按质量比为5：1将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中，在温度为1255℃的条件下烧结11h，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠按球料质量比为18：1混合放入球磨机中，在转速为285r/min的条件下球磨2.5h后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；将过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液按质量比为1：7：2混合搅拌25min，得到搅拌液，并用质量分数为27%的硝酸溶液调节搅拌液的ph至5.0，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化1.5天，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中，在温度为97℃的条件下干燥53min，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；按体积比为2：5：1将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，在温度为53℃下搅拌反应18min，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的质量分数为27%的盐酸，继续保温混合反应23min，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中，在功率为190w、频率为26khz的条件下超声分散28min，待超声分散结束后，静置陈化14h，出料，得到自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取41份自制载银漂珠粉末、11份聚苯乙烯、23份自制硅溶胶、5份琥珀粉、3份无水乙醇和34份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为225r/min的条件下搅拌40min，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中，在温度为117℃、压力为5.5mpa的条件下造粒28min，得到自制颗粒；将自制颗粒放入马弗炉中，在温度为1130℃的条件下烧结5h，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡11h，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中，在温度为96℃的条件下干燥3h，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。
按质量比为3：1：5将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中，在功率为240w、频率为27khz的条件下超声分散30min，得到自制分散液；按质量比为5：1将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中，在温度为1270℃的条件下烧结12h，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠按球料质量比为18：1混合放入球磨机中，在转速为300r/min的条件下球磨3h后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；将过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液按质量比为1：7：2混合搅拌30min，得到搅拌液，并用质量分数为27%的硝酸溶液调节搅拌液的ph至5.2，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化2天，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中，在温度为100℃的条件下干60min，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；按体积比为2：5：1将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，在温度为54℃下搅拌反应20min，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的质量分数为27%的盐酸，继续保温混合反应24min，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中，在功率为200w、频率为27khz的条件下超声分散30min，待超声分散结束后，静置陈化16h，出料，得到自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取42份自制载银漂珠粉末、12份聚苯乙烯、24份自制硅溶胶、6份琥珀粉、4份无水乙醇和36份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为240r/min的条件下搅拌45min，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中，在温度为124℃、压力为6mpa的条件下造粒32min，得到自制颗粒；将自制颗粒放入马弗炉中，在温度为1150℃的条件下烧结6h，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡12h，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中，在温度为100℃的条件下干燥4h，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。
对比例以兰州市某公司生产的陶瓷滤料作为对比例
对本发明制得的改性载银漂珠基陶瓷滤料和对比例中的陶瓷滤料进行检测，检测结果如表1所示：
取氯苯标样用蒸馏水配制成浓度为5mg/l、20mg/l的待处理水样各4份，利用本发明制得的改性载银漂珠基陶瓷滤料和对比例中的陶瓷滤料对其进行检测。实验装置滤柱中滤层厚度取350mm，滤速取4m/h，水样分别经过滤柱过滤，过滤中尽量保持进、出水流量稳定，并记录。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的改性载银漂珠基陶瓷滤料，具有力学性能优良、吸附能力和过滤效率好、灭菌性强等优点，明显优于对比例产品。因此，具有广阔的使用前景。