一种用于去除水污染物的纳米吸附材料的制作方法

文档序号:15084525发布日期:2018-08-04 11:20阅读:458来源:国知局
本发明涉及水处理材料领域,具体涉及一种用于去除水污染物的纳米吸附材料。
背景技术
:纳米级结构材料简称为纳米材料,广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义,纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状、团块状的天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。随着社会经济的不断发展,工农业废水排放量越来越大。据调查数据显示:我国天然湖泊约为910万hm2,其中85%有不同程度的富营养化现象,50%的湖面出现中度以上的富营养化,使水体生态系统受到毁灭性的打击。对污染水体的治理通常是通过吸附法,为了满足人类社会可持续发展的需要和实现人与自然的和谐发展,受污染水体常用的吸附材料有活性炭、壳聚糖等高分子吸附剂、微生物吸附剂、矿物类吸附剂等。但是绝大多数吸附剂都只适用于特定的场合修复的研究和实践成为当前热点问题。中国专利申请号201210233052.4公开了一种水产养殖纳米生物水体修复剂及其制备方法,该水产养殖纳米生物水体修复剂包括载体以及附着于载体上的复合菌;其中,以重量百分比计,所述的载体包括:纳米电气石10-70%,纳米二氧化钛10-70%,改性沸石10-70%,蒙脱石10-50%;所述的复合菌包括光合细菌、反硝化细菌、硝化细菌和聚磷菌。该发明的水产养殖纳米生物水体修复剂经济环保、制备简便;天然矿物材料的吸附特性与微生物的降解特性协同,能高效吸附、降解水体中的有机物,对水质的修复效率较高;且微生物在高效分解氨氮、硫化氢等有害物质的同时,还能提高水体溶氧,其自身繁殖能为水产动物提供优质饵料,不会对水体造成二次污染。但存在上述所述缺陷。中国专利申请号201210233052.4公开了一种水产养殖纳米生物水体修复剂及其制备方法,该水产养殖纳米生物水体修复剂包括载体以及附着于载体上的复合菌;其中,以重量百分比计,所述的载体包括:纳米电气石10-70%,纳米二氧化钛10-70%,改性沸石10-70%,蒙脱石10-50%;所述的复合菌包括光合细菌、反硝化细菌、硝化细菌和聚磷菌。该发明的水产养殖纳米生物水体修复剂经济环保、制备简便;天然矿物材料的吸附特性与微生物的降解特性协同,能高效吸附、降解水体中的有机物,对水质的修复效率较高;且微生物在高效分解氨氮、硫化氢等有害物质的同时,还能提高水体溶氧,其自身繁殖能为水产动物提供优质饵料,不会对水体造成二次污染。但同样存在上述缺陷。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种用于去除水污染物的纳米吸附材料,以解决现有技术中导致的上述缺陷。本发明通过以下技术方案来实现,一种用于去除水污染物的纳米吸附材料,按重量份计,包括:优选的,一种用于去除水污染物的纳米吸附材料,按重量份计,包括:优选的,纳米二氧化钛的制备方法如下:(1)取环己烷、水、聚乙二醇辛基醚混合均匀,以一定比例的加入乙醇和丙醇两种混合烷基醇作为表面活性剂,配制微乳液;(2)按与微乳液质量比1∶10的比值缓慢加入钛酸四正丁酯,充分搅拌5-8小时;(3)加入丙酮-水的混合液,静止分离,摒弃上清液,取沉淀物待处理;(4)用丙酮反复清洗沉淀物,抽滤得无色的凝胶状物质为止;(5)在65-80℃下真空干燥12-15h,得水合二氧化钛;(6)将水合二氧化钛放入马弗炉中焙烧得晶型完整的脱钛矿型纳米二氧化钛粉末。优选的,纳米氧化锌的制备方法如下:(1)首先将锌盐溶液分散在菜油和石油的混合油中,搅拌均均分布;(2)将上述混合溶液放入超声波中超声,首先在28khz-35khz条件超声30-40min,形成较均一的混浊乳浊液;(3)继续超声,直到形成固液分离,摒弃上清液,将固体沉淀物在60-70℃下真空干燥10-18h,得纳米氧化锌粉末。优选的,所述步骤(1)中乙醇和丙醇的质量比为1∶1.2。优选的,所述步骤(1)中菜油和石油的体积比为1∶2。一种用于去除水污染物的纳米吸附材料的制备方法,包括步骤如下:(1)按配方量称取纳米二氧化钛、纳米氧化锌、淀粉、改性活性炭、树脂以及壳聚糖备用;(2)先将纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及改性活性炭混合得混合物一;(3)再将淀粉、树脂以及壳聚糖混合得混合物二;(4)将混合物一和二混合得纳米吸附材料。采用以上技术方案,与现有技术相比,本发明具有以下优点:1、本发明纳米吸附材料制备方法简单,成分简单,且无毒,适合工业化大规模生产;2、本发明纳米吸附材料对污水中的重金属吸附效率高,吸附大的优异性能;3、本发明方法制备出的纳米材料具有较大的表面积、大小均匀、化学性质稳定以及分散性较好等优点。具体实施方式为使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。实施例1一种用于去除水污染物的纳米吸附材料:按重量份计实施例2一种用于去除水污染物的纳米吸附材料:按重量份计实施例3一种用于去除水污染物的纳米吸附材料:按重量份计实施例4一种用于去除水污染物的纳米吸附材料:按重量份计实施例5一种用于去除水污染物的纳米吸附材料:按重量份计此外值得注意的是,纳米二氧化钛的制备方法如下:(1)取环己烷、水、聚乙二醇辛基醚混合均匀,以一定比例的加入乙醇和丙醇两种混合烷基醇作为表面活性剂,配制微乳液;(2)按与微乳液质量比1∶10的比值缓慢加入钛酸四正丁酯,充分搅拌5-8小时(优选为6小时);(3)加入丙酮-水的混合液,静止分离,摒弃上清液,取沉淀物待处理;(4)用丙酮反复清洗沉淀物,抽滤得无色的凝胶状物质为止;(5)在65-80℃(优选为70℃)下真空干燥12-15h(优选为14h),得水合二氧化钛;(6)将水合二氧化钛放入马弗炉中焙烧得晶型完整的脱钛矿型纳米二氧化钛粉末。纳米氧化锌的制备方法如下:(4)首先将锌盐溶液分散在菜油和石油的混合油中,搅拌均均分布;(5)将上述混合溶液放入超声波中超声,首先在28khz-35khz条件超声30-40min(优选为35min),形成较均一的混浊乳浊液;(6)继续超声,直到形成固液分离,摒弃上清液,将固体沉淀物在60-70℃(优选为65℃)下真空干燥10-18h(优选为15h),得纳米氧化锌粉末。所述步骤(1)中乙醇和丙醇的质量比为1∶1.2。所述步骤(1)中菜油和石油的体积比为1∶2。一种用于去除水污染物的纳米吸附材料的制备方法,包括步骤如下:(1)按配方量称取纳米二氧化钛、纳米氧化锌、淀粉、改性活性炭、树脂以及壳聚糖备用;(2)先将纳米二氧化钛、纳米氧化锌以及改性活性炭混合得混合物一;(3)再将淀粉、树脂以及壳聚糖混合得混合物二;(4)将混合物一和二混合得纳米吸附材料。将实施例1-5所制得纳米吸附材料对模拟水样除污效率的实验研究模拟水样:取50ml水样或适量样品稀释到50ml(含砷量小于25lg)放在砷化氢发生瓶中,加入4ml硫酸和5ml硝酸。在通风厨内煮沸消解至产生白色烟雾,如溶液不澄清,可重复上述步骤至溶液澄清为止(可能存在乳白色或淡黄色酸不溶物)。冷却后加入25ml水,继续加热至产生白色烟雾,去除氮氧化物,冷却后加水至体积为50ml备用。将实施例1-5所制得纳米吸附材料分别投放100mg以及市面上普通的纳米吸附材料投放100mg作为对照,分别测定砷的去除效率,测定结果如下表所示。对象去污效率实施例187%实施例285%实施例385%实施例486%实施例584%对照组47%综上所述,本发明纳米吸附材料制备方法简单,成分简单,且无毒,适合工业化大规模生产;本发明纳米吸附材料对污水中的重金属吸附效率高,吸附大的优异性能;本发明方法制备出的纳米材料具有较大的表面积、大小均匀、化学性质稳定以及分散性较好等优点。由技术常识可知,本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。当前第1页12
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