一種活性炭復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水處理材料領(lǐng)域，具體是一種活性炭復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織最新公布的《中國環(huán)境績效評估》報(bào)告，目前流經(jīng)中國城市 的超過75%的水體不適合飲用，30%W上的檢測河流水質(zhì)屬于劣V類。隨著工業(yè)發(fā)展，城市 生活飲用水水源受污染程度日益加劇，同時隨著生活水平的提高，人們對飲用水質(zhì)的要求 W及飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。
[0003]目前市場上用于水處理的活性炭材料，其作用原理主要是通過物理吸附作用的方 式將污染物與水進(jìn)行分離?；钚蕴坑捎诰哂芯薮蟮谋缺砻娣e及發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)，因此對水 中溶解態(tài)有機(jī)物如酪類化合物等具有較強(qiáng)的吸附能力，適用于飲用水深度凈化。但采用活 性炭為水處理劑，存在一些問題，如活性炭的吸附量與成本的比值還需進(jìn)一步提高，且其吸 附為物理吸附，容易在吸附過程中脫附，造成二次污染。為了在運(yùn)樣的用途中有效地發(fā)揮功 能，要求活性炭具有適當(dāng)?shù)奈镄?，提出了通過改良活性炭W提高各種特性的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種吸附能力高、對重金屬吸附穩(wěn)定、無二次污染的一種 活性炭復(fù)合材料及其制備方法，W解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種活性炭復(fù)合材料，由W下按照重量份的原料組成：酸化活性炭25-35份、麥飯石 10-20份、娃溶膠1-10份、硝酸儀2-6份、硫化鋼1-5份、徑丙基甲基纖維素3-7份、3-氨丙 基=乙氧基硅烷1-6份。
[0006] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，本發(fā)明由W下按照重量份的原料組成：酸化活性炭 28-32份、麥飯石12-18份、娃溶膠3-7份、硝酸儀3-5份、硫化鋼2-4份、徑丙基甲基纖維素 4-6份、3-氨丙基立乙氧基硅烷2-5份。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，本發(fā)明由W下按照重量份的原料組成：酸化活性炭30 份、麥飯石15份、娃溶膠5份、硝酸儀4份、硫化鋼3份、徑丙基甲基纖維素5份、3-氨丙基 =乙氧基硅烷4份。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，本發(fā)明的所述酸化后的活性炭的生產(chǎn)方法，具體步驟 為：（〇先將活性炭粉碎后，緩慢加入稀硝酸并不停攬拌進(jìn)行酸化處理；其中，所述稀硝酸 的濃度為1. 25wt% ; (2)將酸化處理后的活性炭粉末，通過對漉機(jī)擠壓為活性炭片狀物，活 性炭片狀物的厚度《0. 35毫米；（3)將活性炭片狀物輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐內(nèi)烘干活化，烘 干時間為6-7小時，烘干溫度控制在135-145°C，烘干后的活性炭片狀物含水量《7%，烘干 后的活性炭片狀物為酸化后的活性炭半成品；（4)將酸化后的活性炭半成品輸入磨機(jī)中磨 粉，顆粒細(xì)度《0. 07毫米，磨粉后的粉狀物為酸化活性炭成品。
[0009] 本發(fā)明還提供一種活性炭復(fù)合材料的制備方法，由W下步驟組成： 1) 將3-氨丙基S乙氧基硅烷與酸化活性炭研磨，過150目篩，制得混合物A; 2) 將麥飯石與硝酸儀混合后，再加入二者12-15倍質(zhì)量的蒸饋水，然后對其進(jìn)行超聲 處理，超聲處理?xiàng)l件為：溫度55°C，超聲功率450W，超聲時間60min;制得混合物B; 3) 將娃溶膠、硫化鋼W及徑丙基甲基纖維素S者混合后，再加入S者8-12倍質(zhì)量的 蒸饋水，然后對其進(jìn)行超聲處理，超聲處理?xiàng)l件為：溫度55°C，超聲功率500W，超聲時間 60min;制得混合物C; 4) 將混合物A、B置入混合物C中，再對其進(jìn)行超聲處理，超聲處理?xiàng)l件為：溫度60°C， 超聲功率500W，超聲時間55min;制得混合物C; 5) 將混合物D置入Iior的烘箱中烘干，制得混合物E; 6) 將混合物E置入反應(yīng)蓋中高溫般燒化，高溫般燒溫度為650°C，再降至室溫，即得一 種活性炭復(fù)合材料。
[0010] 水處理裝置，包括水處理劑和用W裝載水處理劑的容器，所述水處理劑含有上述 一種活性炭復(fù)合材料。
[0011] 活性炭是一種含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大、吸附 能力強(qiáng)的一類碳素材料，是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體。活性炭有著廣泛的用 途，為了提高活性炭的應(yīng)用質(zhì)量，需要對采用物理法生產(chǎn)的活性炭進(jìn)行酸化處理，本發(fā) 明選用粉碎后的活性炭，活性炭的顆粒細(xì)度《0.5毫米。
[0012] 娃溶膠：是一種高活性吸附材料，屬非晶態(tài)物質(zhì)，其化學(xué)分子式為mSi02 ?址20,經(jīng) 娃酸凝膠干燥脫水得到，主要成分不能說是Si02。不溶于水和任何溶劑，無毒無味，化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定，除強(qiáng)堿、氨氣酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。硅膠根據(jù)其孔徑的大小分為：大孔硅膠、 粗孔硅膠、B型硅膠、細(xì)孔硅膠。各種型號的硅膠因其制造方法不同而形成不同的微孔結(jié)構(gòu)。
[0013]硫化鋼可與水中的隸離子反應(yīng)成硫化隸，硫化隸易于被吸附，同時，在侶及合金堿 性蝕刻溶液中添加適量的硫化鋼可明顯改善蝕刻表面質(zhì)量，同時也可用于堿性蝕刻液中鋒 等堿溶性重金屬雜質(zhì)的去除。
[0014]硝酸儀：碧綠色單斜晶系板狀晶體，密度2. 05g/cm3,烙點(diǎn)56. 7°C，沸點(diǎn) 136. 7°C(飽和溶液）。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，有吸濕性，潮濕空氣中很快潮解。干燥空氣中緩慢風(fēng)化。受熱時會失去四個分子 水，溫度高于ll〇°C時開始分解并形成堿式鹽，繼續(xù)加熱生成棟黑色的=氧化二儀和綠色的 氧化亞儀的混合物。易溶于水，水溶液呈酸性，溶于氨水，液氨，氧化劑，與有機(jī)物還原及易 燃物硫。
[0015] 麥飯石：（1)吸附力強(qiáng)：所謂吸附乃是具有多孔性、巨大表面積的固體全部溶化作 用，而發(fā)生化學(xué)的、物理的反應(yīng)。麥飯石作為中藥對皮膚病，特別是拔脈，效果很好。麥飯石 是多孔性的，吸附能力很強(qiáng)，因其主要成分為二氧化娃、氧化侶從運(yùn)點(diǎn)來考慮，是容易理解 的。在前面介紹的麥飯石微細(xì)粉末的電子顯微鏡照相中，已確認(rèn)是海綿狀多孔性的，是其 最大的原因。也就是說，因多孔性，那么表面就非常大，由于長石部分風(fēng)化，成高嶺±狀等， 故始終保持很強(qiáng)的吸附作用、交換作用。
[001引 似麥飯石對水的凈化作用：麥飯石是一種中性堿半火成巖，接近于火山巖。麥飯 石中包含的天然礦物質(zhì)易于釋放從麥飯石上無數(shù)的小孔中釋放出氧。通過吸收漂白粉和其 它有毒物質(zhì)凈化水。麥飯石中散發(fā)出的巧、鐵、鋼等礦物質(zhì)可改良飲用水。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明提供的活性炭復(fù)合材料，具有吸附能力高、對重金屬吸附穩(wěn)定、無二次污染的優(yōu) 點(diǎn)，本發(fā)明的復(fù)合材料中儀、鐵與活性炭、麥飯石具有高的結(jié)合強(qiáng)度，可W防止儀、鐵從活性 炭、麥飯石上脫落，引起對水的二次污染。其中，酸化后的活性炭具有較好的吸附性、觸變 性、熱穩(wěn)定性、可塑性、粘結(jié)性和干壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，提高了水質(zhì)凈化效果。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[001引 實(shí)施例1 本發(fā)明實(shí)施例中，一種活性炭復(fù)合材料，由W下按照重量份的原料組成：酸化活性炭 15份、娃溶膠0.1份、硝酸儀5份、硫化鋼0.1份、徑丙基甲基纖維素1份、麥飯石20份、3-氨丙基=乙氧基硅烷1份。制備過程，1)將3-氨丙基=乙氧基硅烷與酸化活性炭研磨，過 100目篩，制得混合物A; 2) 將麥飯石與硝酸儀混合后，再加入二者12-15倍質(zhì)量的蒸饋水，然后對其進(jìn)行超聲 處理，超聲處理?xiàng)l件為：溫度50°C，超聲功率400W，超聲時間55min;制得混合物B; 3) 將娃溶膠、硫化鋼與徑丙基甲基纖維素=者混合后，再加入=者5-8倍質(zhì)量的蒸饋 水，然后對其進(jìn)行超聲處理，超聲處理?xiàng)l件為：溫度60°C，超聲功率400W，超聲時間60min; 制得混合物C; 4) 將混合物A、B置入混合物C中，再對其進(jìn)行超聲處理，超聲處理?xiàng)l件為：溫度50°C， 超聲功率400W，超聲時間50min;制得混合物C; 5) 將混合物D置入100°C的烘箱中烘干，制得混合物E; 6) 將混合物E置入反應(yīng)蓋中高溫般燒化，高溫般燒溫度為650°