本发明涉及环保净水技术领域，具体涉及一种节能环保净水剂及其制备方法。
背景技术：
由于人口增长和经济发展，对资源的过量开采和不合理开发利用而产生的影响资源质量的一系列问题，这些问题已经直接威胁到我们和子孙后代的生存。
我国同样面临着这些问题，我国是一个水资源匮乏的国家，如何缓解水资源匮乏以及污染等问题已经成为一个刻不容缓的问题。
目前，处理水资源污染问题有物理、化学、生物、综合等多种方法，但是物理方法多存在处理效果不佳，处理率不稳定问题；生物方法处理成本过高，不适宜推广使用；多采用化学方法来处理污水，但是现有的净水剂，其试剂成分存在二次污染问题，对环境也会有一定的影响。而物理法则利用具有大比表面积的活性炭对污染物进行吸附，但是目前市场上销售的活性炭吸附剂的吸附效果不显著，且使用一段时间后就会出现活性炭饱和现象，因此其效果持续时间不长。
凹凸棒土是一种多孔型链层状含水富镁铝硅酸盐类粘土矿物，凹凸棒土的骨架结构呈三维立体状，由硅氧四面体和镁铝八面体通过共用顶点相互连接而成，沸石孔道和孔隙贯穿整个结构，是一种多孔性矿物质，晶体结构内部具有大量的沸石通道，而且晶体内部沸石孔道尺寸大小一致，使其具有分子筛的作用，可用于各种工业废水的吸附。如果将凹凸棒土进行改性，可使得其吸附效果更好且更持久。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种节能环保净水剂及其制备方法，该净水剂对污水中的污染物的吸附作用更好，且净水效果更持久，单位面积使用量减少，达到节能环保的目的。
鉴于上述要解决的技术问题，本发明提供如下的技术解决方案：
一种节能环保净水剂，由活性物质和壳聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物质按重量百分比计，包括：氧化镁25-45％、氢氧化钙18-25％、氧化钙15-27％、二氧化钛7-18％、托玛琳粉2-6％和次氯酸钠1-6％。
优选的，所述的氧化镁的尺寸为230-750目，氢氧化钙的尺寸为450-620目，氧化钙的尺寸为420-1250目，二氧化钛的尺寸为850-2000目，托玛琳粉尺寸为650-1250目，次氯酸钠尺寸为450-800目。
优选的，所述壳聚糖接枝改性凹凸棒土是以壳聚糖和有机凹凸棒土为原料，通过二元醛交联制得，所述壳聚糖与二元醛改性凹凸棒土的质量比为1:1-1:3。
进一步优选的，所述壳聚糖其分子量为2.5×105，脱乙酰度为75-95%，所用有机凹凸棒土为二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛为乙二醛或戊二醛。
进一步优选的，所述壳聚糖接枝改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：
（1）将凹凸棒土粉体以固液质量比1:10-1:30分散于有机溶剂中，超声分散10-30min，滴加氨基硅烷偶联剂，70-100℃反应6-10h；反应结束后，除去溶剂，真空干燥，研磨过筛，即得硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土；
（2）将上述硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土分散于以质量计为5%二元醛溶液中，固液质量比为1:10-1:25，30℃搅拌3-4h，过滤，去离子水多次洗涤，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；
（3）将壳聚糖溶解在质量计为1%醋酸溶液中配成质量与体积比为0.5%-1.5%的壳聚糖醋酸溶液，搅拌3h，滴加到质量与体积比为1-2%二元醛改性凹凸棒土悬浮液中，搅拌并加热至30-45℃，反应3-5h，离心分离，充分洗涤，除去未共价交联的壳聚糖，在碱性条件下，加入还原剂室温还原10-12h，去离子水充分洗涤后，真空干燥，研磨过筛，即得壳聚糖接枝改性凹凸棒土。
优选的，所述的二氧化钛为金红石型或锐钛矿型晶型。
优选的，所述的活性物质与壳聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比为0.15-0.62：1。
本发明还提供了一种制备上述节能环保净水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按重量分称取各原料；
（2）将各原料混合粉碎至2000目，混合均匀，即得所需节能环保净水剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明的净水剂成分的活性物质具有杀菌抑菌的作用，且发挥效果时间长，可用于各种工业废水、生活污水、湖水、河水及自来水的净化；
（2）本发明的净水剂所使用的壳聚糖接枝改性凹凸棒土，是采用凹凸棒土和壳聚糖为原料制备的复合吸附材料，其可充分发挥两者的优势，同时，可显著改善壳聚糖吸附材料在溶液中沉降性能差、分离困难、在酸性溶液中易流失的缺陷；壳聚糖接枝改性的凹凸棒土对于水体中的污染物具有更明显的吸附效果，且绿色环保无污染；
（3）本发明的净水剂成本较低，使用方便，降低净水的整体成本，可降低单位面积水体的使用量，节能环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明的技术方案。这些实施例仅用于说明本发明的最优方案而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种节能环保净水剂，由活性物质和壳聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物质按重量百分比计，包括：氧化镁25％、氢氧化钙25％、氧化钙27％、二氧化钛18％、托玛琳粉2％和次氯酸钠1％。所述活性物质与壳聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比为0.15：1。
上述的氧化镁的尺寸为230目，氢氧化钙的尺寸为450目，氧化钙的尺寸为420目，二氧化钛的尺寸为850目，托玛琳粉尺寸为650目，次氯酸钠尺寸为450目。其中二氧化钛为金红石型晶型。
所述壳聚糖接枝改性凹凸棒土是以壳聚糖和有机凹凸棒土为原料，通过二元醛交联制得，所述壳聚糖与二元醛改性凹凸棒土的质量比为1:1，其中壳聚糖其分子量为2.5×105，脱乙酰度为75%，所用有机凹凸棒土为二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛为乙二醛。
上述壳聚糖接枝改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：
（1）将凹凸棒土粉体以固液质量比1:10分散于有机溶剂中，超声分散10min，滴加氨基硅烷偶联剂，70℃反应6h；反应结束后，除去溶剂，真空干燥，研磨过筛，即得硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土；其中氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂与凹凸棒土的质量比为1:1；有机溶剂为甲苯。
（2）将上述硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土分散于以质量计为5%二元醛溶液中，固液质量比为1:10，30℃搅拌3h，过滤，去离子水多次洗涤，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；
（3）将壳聚糖溶解在质量计为1%醋酸溶液中配成质量与体积比为0.5%的壳聚糖醋酸溶液，搅拌3h，滴加到质量与体积比为1%二元醛改性凹凸棒土悬浮液中，搅拌并加热至30℃，反应3h，离心分离，充分洗涤，除去未共价交联的壳聚糖，在碱性条件下，加入还原剂室温还原10h，去离子水充分洗涤后，真空干燥，研磨过筛，即得壳聚糖接枝改性凹凸棒土。还原剂为浓度3mol/l的硼氢化钠。
本实施例还提供了一种制备上述节能环保净水剂的方法，具体包括如下步骤：
（1）按重量分称取各原料；
（2）将各原料混合粉碎至2000目，混合均匀，即得所需节能环保净水剂。
实施例2
本实施例提供一种节能环保净水剂，由活性物质和壳聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物质按重量百分比计，包括：氧化镁45％、氢氧化钙25％、氧化钙15％、二氧化钛7％、托玛琳粉6％和次氯酸钠1％。所述活性物质与壳聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比为0.62：1。
上述的氧化镁的尺寸为750目，氢氧化钙的尺寸为620目，氧化钙的尺寸为1250目，二氧化钛的尺寸为2000目，托玛琳粉尺寸为1250目，次氯酸钠尺寸为800目。其中二氧化钛为锐钛矿型晶型。
所述壳聚糖接枝改性凹凸棒土是以壳聚糖和有机凹凸棒土为原料，通过二元醛交联制得，所述壳聚糖与二元醛改性凹凸棒土的质量比为1:3，其中壳聚糖其分子量为2.5×105，脱乙酰度为95%，所用有机凹凸棒土为二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛为戊二醛。
上述壳聚糖接枝改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：
（1）将凹凸棒土粉体以固液质量比1:30分散于有机溶剂中，超声分散30min，滴加氨基硅烷偶联剂，100℃反应10h；反应结束后，除去溶剂，真空干燥，研磨过筛，即得硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土；其中氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷或n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂与凹凸棒土的质量比为1:1；有机溶剂为二甲苯。
（2）将上述硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土分散于以质量计为5%二元醛溶液中，固液质量比为1:25，30℃搅拌4h，过滤，去离子水多次洗涤，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；
（3）将壳聚糖溶解在质量计为1%醋酸溶液中配成质量与体积比为1.5%的壳聚糖醋酸溶液，搅拌3h，滴加到质量与体积比为2%二元醛改性凹凸棒土悬浮液中，搅拌并加热至45℃，反应5h，离心分离，充分洗涤，除去未共价交联的壳聚糖，在碱性条件下，加入还原剂室温还原12h，去离子水充分洗涤后，真空干燥，研磨过筛，即得壳聚糖接枝改性凹凸棒土。还原剂为浓度3mol/l的氰基硼氢化钠。
本实施例还提供了一种制备上述节能环保净水剂的方法，具体包括如下步骤：
（1）按重量分称取各原料；
（2）将各原料混合粉碎至2000目，混合均匀，即得所需节能环保净水剂。
实施例3
本实施例提供一种节能环保净水剂，由活性物质和壳聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物质按重量百分比计，包括：氧化镁37％、氢氧化钙21％、氧化钙21％、二氧化钛10％、托玛琳粉5％和次氯酸钠6％。所述活性物质与壳聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比为0.45：1。
上述的氧化镁的尺寸为600目，氢氧化钙的尺寸为600目，氧化钙的尺寸为850目，二氧化钛的尺寸为1500目，托玛琳粉尺寸为1000目，次氯酸钠尺寸为600目。其中二氧化钛为金红石型晶型。
所述壳聚糖接枝改性凹凸棒土是以壳聚糖和有机凹凸棒土为原料，通过二元醛交联制得，所述壳聚糖与二元醛改性凹凸棒土的质量比为1:2，其中壳聚糖其分子量为2.5×105，脱乙酰度为80%，所用有机凹凸棒土为二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛为乙二醛。
上述壳聚糖接枝改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：
（1）将凹凸棒土粉体以固液质量比1:20分散于有机溶剂中，超声分散20min，滴加氨基硅烷偶联剂，80℃反应8h；反应结束后，除去溶剂，真空干燥，研磨过筛，即得硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土；其中氨基硅烷偶联剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂与凹凸棒土的质量比为1:1；有机溶剂为甲苯。
（2）将上述硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土分散于以质量计为5%二元醛溶液中，固液质量比为1:20，30℃搅拌3.5h，过滤，去离子水多次洗涤，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；
（3）将壳聚糖溶解在质量计为1%醋酸溶液中配成质量与体积比为1.0%的壳聚糖醋酸溶液，搅拌3h，滴加到质量与体积比为1.5%二元醛改性凹凸棒土悬浮液中，搅拌并加热至40℃，反应4h，离心分离，充分洗涤，除去未共价交联的壳聚糖，在碱性条件下，加入还原剂室温还原11h，去离子水充分洗涤后，真空干燥，研磨过筛，即得壳聚糖接枝改性凹凸棒土。还原剂为浓度3mol/l的硼氢化钠。
本实施例还提供了一种制备上述节能环保净水剂的方法，具体包括如下步骤：
（1）按重量分称取各原料；
（2）将各原料混合粉碎至2000目，混合均匀，即得所需节能环保净水剂。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。