专利名称：纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水的制作方法
技术领域：
本发明属于纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水技术。
随着人们在海上活动的增加，在海上停留时间的延长，淡水在人们海上生活中的作用越来越显得重要。因为人们可以在几天内不吃东西，但是不可以不喝水。如果从陆地携带淡水，携带的重量有限，若遇到意外就有可能用完，将对人们的生命构成威胁。如果在海上就地取材，变海水为淡水，水源将取之不尽，用之不竭。因此各种各样海水淡化装置应运而生，如渗透、反渗透膜淡化装置、太阳能淡化装置、冷冻或蒸发式淡化装置、罗伦兹效应淡化装置、电磁式、磁分离式以及真空管式淡化装置等等。但是，大家注意到以上技术装置皆为物理方法，因而费时、费地。本发明则是利用化学方法—离子交换法—来进行海水淡化。此技术方便快捷，只需把本发明的纳米孔材料放入盛有海水的容器中，摇晃若干分钟后即可饮用。
纳米孔材料离子交换技术是利用纳米孔材料包括天然沸石分子筛如天然A型沸石分子筛、天然X型沸石分子筛、天然斜发沸石分子筛、天然丝光沸石分子筛，合成硅铝沸石分子筛如A型沸石分子筛、X型沸石分子筛、Y型沸石分子筛、ZSM-5型沸石分子筛，和硅铝介孔分子筛(mesoporous molecular sieves)如硅铝MCM-41、MCM-48、硅铝SBA-15为基质与Ag离子进行交换，然后利用交换在纳米孔材料阴离子骨架上的Ag离子去沉淀溶液中的Cl离子，同时溶液中的Na离子、Mg离子等碱金属、碱土金属被反交换在纳米孔材料阴离子骨架上，从而达到对海水或咸水、苦水的淡化。具体方法如下银离子交换的纳米孔材料的制备取纳米孔材料，加入盛有蒸馏水的反应容器中，在搅拌、避光条件下加入硝酸银，反应混合物质量比是纳米孔材料∶水∶硝酸银=1∶3-20∶0.05-0.5。然后在室温至摄氏95度区间内，恒温下搅拌3至12个小时。反应结束后过滤，重复以上过程。最后产物在摄氏35至170度区间内干燥，一般控制在摄氏80-100度，得到Ag离子交换的纳米孔材料。然后用银离子交换的纳米孔材料淡化海水或咸水、苦水，质量比为1∶2～20，放入容器中，摇晃5至20分钟，海水或咸水、苦水即转化为淡水，导电率为300Ω-1cm-1。
实施例一、取天然A型沸石分子筛2000g，加入盛有10升蒸馏水的反应容器中，在搅拌、避光条件下加入360g硝酸银，然后升温至摄氏温度85度，恒温下搅拌8个小时。反应结束后过滤，重复以上过程。最后产物在摄氏100度干燥，得到Ag-A纳米孔材料。
实施例二、除改天然A型沸石分子筛为天然X型沸石分子筛以外，反应步骤条件同实施例一，得到Ag-X纳米孔材料。
实施例三、取天然丝光沸石500克，加入盛有2.5升蒸馏水的反应容器中，在搅拌、避光条件下加入100g硝酸银，然后升温至摄氏温度60度，恒温下搅拌10个小时。反应结束后过滤，重复以上过程。最后产物在摄氏80度干燥，得到Ag-丝光纳米孔材料。
实施例四、取天然斜发沸石1000克，加入盛有5升蒸馏水的反应容器中，在搅拌、避光条件下加入200g硝酸银，然后升温至摄氏温度80度，恒温下搅拌6个小时。反应结束后过滤，重复以上过程。最后产物在摄氏120度干燥，得到Ag-斜发纳米孔材料。
实施例五、取合成A型分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-A纳米孔材料。
实施例六、取合成X型分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-X纳米孔材料。
实施例七、取合成丝光型分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-丝光纳米孔材料。
实施例八、取ZSM-5硅铝分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-ZSM-5纳米孔材料。
实施例九、取硅铝介孔MCM-41分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-MCM-41纳米孔材料。
实施例十、取硅铝介孔MCM-48分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-MCM-48纳米孔材料。
实施例十一、取硅铝介孔SBA-15分子筛2000克，重复实施例一，得到Ag-SBA-15纳米孔材料。
实施例十二、取海水1公斤，加入3升容器中，加入400g Ag-A纳米孔材料，搅拌8分钟，静致5分钟，海水即转化为淡水。导电率小于300Ω-1cm-1。如果在塑料袋中进行以上过程，只需摇晃10分钟，海水或咸水、苦水即转化为淡水。
实施例十三、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-X纳米孔材料，结果同实施例十实施例十四、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-丝光纳米孔材料，结果同实施例十二。
实施例十五、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-斜发纳米孔材料，结果同实施例十二。
实施例十六、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-ZSM-5纳米孔材料，结果同实施例十二。
实施例十七、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-MCM-41纳米孔材料，结果同实施例十二。
实施例十八、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-MCM-48纳米孔材料，结果同实施例十二。
实施例十九、将Ag-A纳米孔材料改为Ag-SBA-15纳米孔材料，结果同实施例十二。
权利要求
1．一种纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水方法，其特征在于取纳米孔材料，加入盛有蒸馏水的反应容器中，在搅拌、避光条件下加入硝酸银，反应混合物质量比是纳米孔材料∶水∶硝酸银=1∶3-20∶0.05-0.5，然后在室温至摄氏95度区间内，恒温下搅拌3至12个小时；反应结束后过滤，重复以上过程，最后产物在摄氏35至170度下干燥，得到Ag离子交换的纳米孔材料。
2．如权利1所述的纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水方法，其特征在于纳米孔材料为天然硅铝沸石分子筛或合成沸石分子筛、硅铝介孔分子筛。
3．如权利1、2所述的纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水方法，其特征在于天然硅铝沸石分子筛为天然A型沸石分子筛或天然X型沸石分子筛、天然斜发沸石分子筛、天然丝光沸石分子筛，或合成沸石分子筛为合成A型沸石分子筛或合成X型沸石分子筛、合成Y型沸石分子筛、合成ZSM-5沸石分子筛、硅铝介孔分子筛为硅铝MCM-41或MCM-48、硅铝SBA-15。
4．如权利1、2、3所述的纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水方法，其特征在于最后产物在摄氏80至100度下干燥。
全文摘要
本发明属于纳米孔材料离子交换淡化海水、咸水、苦水技术,是利用纳米孔材料为基质与Ag离子进行交换,然后利用Ag离子交换的纳米孔材料淡化海水、咸水或苦水,其方法方便快捷，淡化水若干分钟后即可饮用。
文档编号C02F1/42GK1319566SQ0111250
公开日2001年10月31日 申请日期2001年3月30日 优先权日2001年3月30日
发明者朱广山, 裘式纶 申请人:吉林大学