一种活性炭复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及水处理材料领域，具体是一种活性炭复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 据经济合作与发展组织最新公布的《中国环境绩效评估》报告，目前流经中国城市 的超过75%的水体不适合饮用，30%W上的检测河流水质属于劣V类。随着工业发展，城市 生活饮用水水源受污染程度日益加剧，同时随着生活水平的提高，人们对饮用水质的要求 W及饮用水质标准越来越严格。
[0003]目前市场上用于水处理的活性炭材料，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方 式将污染物与水进行分离。活性炭由于具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此对水 中溶解态有机物如酪类化合物等具有较强的吸附能力，适用于饮用水深度净化。但采用活 性炭为水处理剂，存在一些问题，如活性炭的吸附量与成本的比值还需进一步提高，且其吸 附为物理吸附，容易在吸附过程中脱附，造成二次污染。为了在运样的用途中有效地发挥功 能，要求活性炭具有适当的物性，提出了通过改良活性炭W提高各种特性的技术。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的一种 活性炭复合材料及其制备方法，W解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种活性炭复合材料，由W下按照重量份的原料组成：酸化活性炭25-35份、麦饭石 10-20份、娃溶胶1-10份、硝酸儀2-6份、硫化钢1-5份、径丙基甲基纤维素3-7份、3-氨丙 基=乙氧基硅烷1-6份。
[0006] 作为本发明的进一步方案，本发明由W下按照重量份的原料组成：酸化活性炭 28-32份、麦饭石12-18份、娃溶胶3-7份、硝酸儀3-5份、硫化钢2-4份、径丙基甲基纤维素 4-6份、3-氨丙基立乙氧基硅烷2-5份。
[0007] 作为本发明的进一步方案，本发明由W下按照重量份的原料组成：酸化活性炭30 份、麦饭石15份、娃溶胶5份、硝酸儀4份、硫化钢3份、径丙基甲基纤维素5份、3-氨丙基 =乙氧基硅烷4份。
[0008] 作为本发明的进一步方案，本发明的所述酸化后的活性炭的生产方法，具体步骤 为：（〇先将活性炭粉碎后，缓慢加入稀硝酸并不停揽拌进行酸化处理；其中，所述稀硝酸 的浓度为1. 25wt% ; (2)将酸化处理后的活性炭粉末，通过对漉机挤压为活性炭片状物，活 性炭片状物的厚度《0. 35毫米；（3)将活性炭片状物输送到回转式烘干炉内烘干活化，烘 干时间为6-7小时，烘干溫度控制在135-145°C，烘干后的活性炭片状物含水量《7%，烘干 后的活性炭片状物为酸化后的活性炭半成品；（4)将酸化后的活性炭半成品输入磨机中磨 粉，颗粒细度《0. 07毫米，磨粉后的粉状物为酸化活性炭成品。
[0009] 本发明还提供一种活性炭复合材料的制备方法，由W下步骤组成： 1) 将3-氨丙基S乙氧基硅烷与酸化活性炭研磨，过150目筛，制得混合物A; 2) 将麦饭石与硝酸儀混合后，再加入二者12-15倍质量的蒸馈水，然后对其进行超声 处理，超声处理条件为：溫度55°C，超声功率450W，超声时间60min;制得混合物B; 3) 将娃溶胶、硫化钢W及径丙基甲基纤维素S者混合后，再加入S者8-12倍质量的 蒸馈水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：溫度55°C，超声功率500W，超声时间 60min;制得混合物C; 4) 将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：溫度60°C， 超声功率500W，超声时间55min;制得混合物C; 5) 将混合物D置入Iior的烘箱中烘干，制得混合物E; 6) 将混合物E置入反应蓋中高溫般烧化，高溫般烧溫度为650°C，再降至室溫，即得一 种活性炭复合材料。
[0010] 水处理装置，包括水处理剂和用W装载水处理剂的容器，所述水处理剂含有上述 一种活性炭复合材料。
[0011] 活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附 能力强的一类碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭有着广泛的用 途，为了提高活性炭的应用质量，需要对采用物理法生产的活性炭进行酸化处理，本发 明选用粉碎后的活性炭，活性炭的颗粒细度《0.5毫米。
[0012] 娃溶胶：是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSi02 ?址20,经 娃酸凝胶干燥脱水得到，主要成分不能说是Si02。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性 质稳定，除强碱、氨氣酸外不与任何物质发生反应。硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、 粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。
[0013]硫化钢可与水中的隶离子反应成硫化隶，硫化隶易于被吸附，同时，在侣及合金碱 性蚀刻溶液中添加适量的硫化钢可明显改善蚀刻表面质量，同时也可用于碱性蚀刻液中锋 等碱溶性重金属杂质的去除。
[0014]硝酸儀：碧绿色单斜晶系板状晶体，密度2. 05g/cm3,烙点56. 7°C，沸点 136. 7°C(饱和溶液）。溶解度96. 3 (g/100巧20)易溶于水，液氨，乙醇，微溶于丙酬，水溶 液呈酸性，有吸湿性，潮湿空气中很快潮解。干燥空气中缓慢风化。受热时会失去四个分子 水，溫度高于ll〇°C时开始分解并形成碱式盐，继续加热生成栋黑色的=氧化二儀和绿色的 氧化亚儀的混合物。易溶于水，水溶液呈酸性，溶于氨水，液氨，氧化剂，与有机物还原及易 燃物硫。
[0015] 麦饭石：（1)吸附力强：所谓吸附乃是具有多孔性、巨大表面积的固体全部溶化作 用，而发生化学的、物理的反应。麦饭石作为中药对皮肤病，特别是拔脈，效果很好。麦饭石 是多孔性的，吸附能力很强，因其主要成分为二氧化娃、氧化侣从运点来考虑，是容易理解 的。在前面介绍的麦饭石微细粉末的电子显微镜照相中，已确认是海绵状多孔性的，是其 最大的原因。也就是说，因多孔性，那么表面就非常大，由于长石部分风化，成高岭±状等， 故始终保持很强的吸附作用、交换作用。
[001引 似麦饭石对水的净化作用：麦饭石是一种中性碱半火成岩，接近于火山岩。麦饭 石中包含的天然矿物质易于释放从麦饭石上无数的小孔中释放出氧。通过吸收漂白粉和其 它有毒物质净化水。麦饭石中散发出的巧、铁、钢等矿物质可改良饮用水。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明提供的活性炭复合材料，具有吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的优 点，本发明的复合材料中儀、铁与活性炭、麦饭石具有高的结合强度，可W防止儀、铁从活性 炭、麦饭石上脱落，引起对水的二次污染。其中，酸化后的活性炭具有较好的吸附性、触变 性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高的特点，提高了水质净化效果。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[001引 实施例1 本发明实施例中，一种活性炭复合材料，由W下按照重量份的原料组成：酸化活性炭 15份、娃溶胶0.1份、硝酸儀5份、硫化钢0.1份、径丙基甲基纤维素1份、麦饭石20份、3-氨丙基=乙氧基硅烷1份。制备过程，1)将3-氨丙基=乙氧基硅烷与酸化活性炭研磨，过 100目筛，制得混合物A; 2) 将麦饭石与硝酸儀混合后，再加入二者12-15倍质量的蒸馈水，然后对其进行超声 处理，超声处理条件为：溫度50°C，超声功率400W，超声时间55min;制得混合物B; 3) 将娃溶胶、硫化钢与径丙基甲基纤维素=者混合后，再加入=者5-8倍质量的蒸馈 水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：溫度60°C，超声功率400W，超声时间60min; 制得混合物C; 4) 将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：溫度50°C， 超声功率400W，超声时间50min;制得混合物C; 5) 将混合物D置入100°C的烘箱中烘干，制得混合物E; 6) 将混合物E置入反应蓋中高溫般烧化，高溫般烧溫度为650°