一种用于治理污染河流的吸附材料及其制备方法与流程

文档序号:14332758阅读:102来源:国知局

本发明涉及河流污染治理领域,具体是一种用于治理污染河流的吸附材料。



背景技术:

河流是水资源的重要组成部分,河流通常是指陆地河流经常或间歇地沿着狭长凹地流动的水流。河流一般是在高处作源头,然后沿地势向下流,一直流入像湖泊或海洋的终点。河流是地球上水文循环的重要路径,是泥沙、盐类和化学元素等进入湖泊、海洋的通道。

我国的许多河流也遭受了污染,河流的水中含有大量的有机污染物,政府采用各种方法对污染的河流进行治理。常见的有机物处理方法包括物理法、化学法和生物法:物理法通过截污清淤、环境调水和曝气充氧等技术进行治理,对对大面积污染的河流难以控制,而且造价高,破坏生态平衡;生物法是采用各种动植物结合对河流中的有机物进行清除,但是目前还在摸索当中;化学法是采用化学药剂对河流中的有机物进行清除,容易造成二次污染,河流污染治理成为人们研究的热点。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种用于治理污染河流的吸附材料,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种用于治理污染河流的吸附材料,包括以下重量份的原料:纳米二氧化钛2-4份、矿物粉末60-82份、硝酸银3-8份、纤维素醚1.2-2.5份、聚合三氯化铁5-7份、苯胺2-3份、络合剂1-2份、竹纤维12-18份、蓝藻6-12份、分散剂3-5份和聚乙烯醇4-10份,矿物粉末采用高岭土、伊利石、蒙脱石、凹凸棒石、硅藻土和绢云母中的至少一种。

作为本发明进一步的方案:络合剂采用酒石酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸盐和水解聚马来酸酐中的一种或者几种的混合物,竹纤维的长度为0.6-25mm。

作为本发明进一步的方案:该污水处理剂还包括质量分数为45-65%的三萜皂苷溶液12-16份和柠檬汁2-3份。

所述用于治理污染河流的吸附材料的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将蓝藻清洗干净后进行冷冻、干燥和破碎,破碎后在45-60摄氏度的质量分数为55-70%的乙醇溶液中以600-750rpm的转速搅拌2-4小时,搅拌后进行减压抽滤,然后进行减压蒸馏,得到蓝藻提取液;

步骤二,将苯胺溶于水中并且将竹纤维浸泡在苯胺溶液中,采用超声处理,使得苯胺均匀吸附在竹纤维上,得到改性竹纤维;

步骤三,将聚乙烯醇配置成聚乙烯醇水溶液,将矿物粉末浸泡在聚乙烯醇水溶液中并且采用超声处理20-35分钟,处理后的矿物粉末低温干燥,得到改性矿物粉末;

步骤四,将硝酸银溶解在去离子水中,在磁力搅拌条件下将分散剂、纳米二氧化钛、改性矿物粉末和纤维素醚加入硝酸银溶液中搅拌8-10小时,得到第一混合溶液;

步骤五,将改性竹纤维、蓝藻提取液、聚合三氯化铁和络合剂混合,采用超声处理8-13分钟,得到第二混合溶液;

步骤六,将第一混合溶液和第二混合溶液在反应釜中混合并且在180-220摄氏度下反应16-24小时,反应结束后反应釜自然冷却至室温,所得到的产物离心分离后用去离子水洗涤多次,即可得到成品。

作为本发明进一步的方案:超声处理的频率为80-100khz,功率为160-180w。

作为本发明进一步的方案:步骤二中的反应温度为3-8摄氏度。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原料来源广泛,通过采用合适的组分和正确的工艺,各个组分之间发生协同作用,可以对河流中的有机物进行吸附、絮凝和光催化作用,减少河流中的有机物,应用前景广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种用于治理污染河流的吸附材料,包括以下重量份的原料:纳米二氧化钛2份、矿物粉末60份、硝酸银3份、纤维素醚1.2份、聚合三氯化铁5份、苯胺2份、络合剂1份、竹纤维12份、蓝藻6份、分散剂3份和聚乙烯醇4份,矿物粉末采用高岭土、硅藻土和绢云母的混合物。络合剂采用酒石酸和水解聚马来酸酐的混合物,竹纤维的长度为5mm。

所述用于治理污染河流的吸附材料的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将蓝藻清洗干净后进行冷冻、干燥和破碎,破碎后在48摄氏度的质量分数为58%的乙醇溶液中以660rpm的转速搅拌2小时,搅拌后进行减压抽滤,然后进行减压蒸馏,得到蓝藻提取液;

步骤二,将苯胺溶于水中并且将竹纤维浸泡在苯胺溶液中,采用超声处理,使得苯胺均匀吸附在竹纤维上,得到改性竹纤维;

步骤三,将聚乙烯醇配置成聚乙烯醇水溶液,将矿物粉末浸泡在聚乙烯醇水溶液中并且采用超声处理24分钟,处理后的矿物粉末低温干燥,得到改性矿物粉末;

步骤四,将硝酸银溶解在去离子水中,在磁力搅拌条件下将分散剂、纳米二氧化钛、改性矿物粉末和纤维素醚加入硝酸银溶液中搅拌8小时,得到第一混合溶液;

步骤五,将改性竹纤维、蓝藻提取液、聚合三氯化铁和络合剂混合,采用超声处理10分钟,得到第二混合溶液;

步骤六,将第一混合溶液和第二混合溶液在反应釜中混合并且在185摄氏度下反应20小时,反应结束后反应釜自然冷却至室温,所得到的产物离心分离后用去离子水洗涤多次,即可得到成品。

实施例2

一种用于治理污染河流的吸附材料,包括以下重量份的原料:质量分数为50%的三萜皂苷溶液14份、柠檬汁2.4份、纳米二氧化钛3份、矿物粉末74份、硝酸银5份、纤维素醚1.7份、聚合三氯化铁5.5份、苯胺2.2份、络合剂1.3份、竹纤维15份、蓝藻8份、分散剂4份和聚乙烯醇7份,矿物粉末采用伊利石、蒙脱石、凹凸棒石和硅藻土的混合物。

所述用于治理污染河流的吸附材料的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将蓝藻清洗干净后进行冷冻、干燥和破碎,破碎后在52摄氏度的质量分数为64%的乙醇溶液中以720rpm的转速搅拌3小时,搅拌后进行减压抽滤,然后进行减压蒸馏,得到蓝藻提取液;

步骤二,将苯胺和柠檬汁溶于水中并且将竹纤维浸泡在6摄氏度的苯胺混合溶液中,采用超声处理,使得苯胺均匀吸附在竹纤维上,得到改性竹纤维;

步骤三,将聚乙烯醇配置成聚乙烯醇水溶液,将矿物粉末浸泡在聚乙烯醇水溶液中并且采用超声处理30分钟,处理后的矿物粉末低温干燥,得到改性矿物粉末;

步骤四,将硝酸银溶解在去离子水中,在磁力搅拌条件下将分散剂、三萜皂苷溶液、纳米二氧化钛、改性矿物粉末和纤维素醚加入硝酸银溶液中搅拌9小时,得到第一混合溶液;

步骤五,将改性竹纤维、蓝藻提取液、聚合三氯化铁和络合剂混合,采用超声处理12分钟,得到第二混合溶液;

步骤六,将第一混合溶液和第二混合溶液在反应釜中混合并且在200摄氏度下反应21小时,反应结束后反应釜自然冷却至室温,所得到的产物离心分离后用去离子水洗涤多次,即可得到成品。

实施例3

一种用于治理污染河流的吸附材料,包括以下重量份的原料:纳米二氧化钛3.6份、矿物粉末78份、硝酸银6份、纤维素醚2.1份、聚合三氯化铁6.5份、苯胺2.8份、络合剂1.7份、竹纤维16份、蓝藻10份、分散剂4.2份和聚乙烯醇9份,矿物粉末采用高岭土、伊利石和绢云母的混合物。络合剂采用乙二胺四乙酸盐和水解聚马来酸酐的混合物,竹纤维的长度为14mm。

所述用于治理污染河流的吸附材料的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将蓝藻清洗干净后进行冷冻、干燥和破碎,破碎后在54摄氏度的质量分数为65%的乙醇溶液中以720rpm的转速搅拌4小时,搅拌后进行减压抽滤,然后进行减压蒸馏,得到蓝藻提取液;

步骤二,将苯胺溶于水中并且将竹纤维浸泡在苯胺溶液中,采用超声处理,超声处理的频率为86khz,功率为160w,使得苯胺均匀吸附在竹纤维上,得到改性竹纤维;

步骤三,将聚乙烯醇配置成聚乙烯醇水溶液,将矿物粉末浸泡在聚乙烯醇水溶液中并且采用超声处理20-35分钟,超声处理的频率为80-100khz,功率为160-180w,处理后的矿物粉末低温干燥,得到改性矿物粉末;

步骤四,将硝酸银溶解在去离子水中,在磁力搅拌条件下将分散剂、纳米二氧化钛、改性矿物粉末和纤维素醚加入硝酸银溶液中搅拌8-10小时,得到第一混合溶液;

步骤五,将改性竹纤维、蓝藻提取液、聚合三氯化铁和络合剂混合,采用超声处理8-13分钟,超声处理的频率为80-100khz,功率为160-180w,得到第二混合溶液;

步骤六,将第一混合溶液和第二混合溶液在反应釜中混合并且在180-220摄氏度下反应16-24小时,反应结束后反应釜自然冷却至室温,所得到的产物离心分离后用去离子水洗涤多次,即可得到成品。

实施例4

一种用于治理污染河流的吸附材料,包括以下重量份的原料:质量分数为60%的三萜皂苷溶液16份、柠檬汁3份、纳米二氧化钛4份、矿物粉末82份、硝酸银8份、纤维素醚2.5份、聚合三氯化铁7份、苯胺3份、络合剂2份、竹纤维18份、蓝藻12份、分散剂5份和聚乙烯醇10份,矿物粉末采用高岭土、伊利石、蒙脱石、凹凸棒石、硅藻土和绢云母的混合物。络合剂采用酒石酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸盐和水解聚马来酸酐的混合物,竹纤维的长度为20mm。

所述用于治理污染河流的吸附材料的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将蓝藻清洗干净后进行冷冻、干燥和破碎,破碎后在60摄氏度的质量分数为70%的乙醇溶液中以750rpm的转速搅拌3小时,搅拌后进行减压抽滤,然后进行减压蒸馏,得到蓝藻提取液;

步骤二,将苯胺和柠檬汁溶于水中并且将竹纤维浸泡在5摄氏度的苯胺混合溶液中,采用超声处理,超声处理的频率为90khz,功率为175w,使得苯胺均匀吸附在竹纤维上,得到改性竹纤维;

步骤三,将聚乙烯醇配置成聚乙烯醇水溶液,将矿物粉末浸泡在聚乙烯醇水溶液中并且采用超声处理32分钟,超声处理的频率为100khz,功率为160w,处理后的矿物粉末低温干燥,得到改性矿物粉末;

步骤四,将硝酸银溶解在去离子水中,在磁力搅拌条件下将分散剂、纳米二氧化钛、改性矿物粉末和纤维素醚加入硝酸银溶液中搅拌9小时,得到第一混合溶液;

步骤五,将改性竹纤维、蓝藻提取液、聚合三氯化铁和络合剂混合,采用超声处理8-13分钟,超声处理的频率为88khz,功率为165w,得到第二混合溶液;

步骤六,将第一混合溶液和第二混合溶液在反应釜中混合并且在210摄氏度下反应22小时,反应结束后反应釜自然冷却至室温,所得到的产物离心分离后用去离子水洗涤多次,即可得到成品。

本发明利用苯胺对竹纤维进行改性,提高竹纤维的表面反应活性,本发明采用高岭土、伊利石等天然疏松多孔材料为载体,这些多孔材料化学性质稳定,无毒无害,价格便宜,而且孔隙率高,比表面积大,具有良好的吸附性能,在磁力搅拌条件下将分散剂、纳米二氧化钛、改性矿物粉末和纤维素醚加入硝酸银溶液中制备成悬浮液,可以控制硝酸银和纳米二氧化钛的颗粒大小,防止颗粒之间的团聚,获得微纳米复合结构,再通过络合剂与蓝藻提取液作用将聚合三氯化铁吸附在改性竹纤维上,将悬浮液与第二混合溶液反应,制备的成品不仅比表面积大,而且附着有纳米二氧化钛、硝酸银等物质,在可见光照射下进行光催化降解有机污染物,改性竹纤维可以吸附河流中的有机污染物,聚合三氯化铁也可以与有机物发生絮凝作用,可以各种物质协同作用下可以对河流中的有机物进行清除。三萜皂苷还具有一定的杀菌作用,可以杀死河流中的细菌。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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