[发明专利]载银活性炭制备方法及其在自来水净化处理中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭，特别涉及一种载银活性炭制备方法及其在自来水净化处理中的应用。

背景技术

自来水在人们的生活和工作中起着重要的作用，如何提高自来水的质量以保证人们的日常用水安全具有重要意义。目前改善自来水水质的方法主要有消毒法，其中液氯消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒广泛用于自来水处理中。臭氧具有优良的杀菌消毒作用，是目前加药消毒法中最有效的消毒剂。随着生活水平的不断提高，人们对水质的要求也在不断提高，臭氧消毒的应用将不断增加。

臭氧在水中分解可以产生二级氧化剂——羟基自由基。羟基自由基是一种非选择性的强氧化剂，具有很强的氧化能力，可导致许多有机物彻底降解矿化。对诸如病毒、芽孢等具有强的杀伤力，对液氯杀毒效力较差的微生物都有强大的杀伤力。此外，臭氧分解产生的初生态氧还具有很强的融入细胞壁的能力，从而破坏细菌机体链状结构，导致细菌死亡，达到消毒的目的。研究表明，臭氧可将大分子、难生物降解的有机物转化为小分子或易生物降解的有机物，使自来水再次受到细菌污染的可能性增加。因此，臭氧不单独用于水处理厂末端的消毒工艺中。针对臭氧难以处理小分子有机物的问题，臭氧-活性炭联用技术应运而生。活性炭表面是微生物生长繁殖的良好环境，活性炭对有机物的吸附以及活性炭表面的微生物膜对有机物的分解使得有机物被彻底吞噬或分解成小分子。臭氧-活性炭联用技术使得自来水的水质明显提高，有良好的应用前景。

但是在臭氧-活性炭联用技术的应用过程中也发现了一些问题，生物活性炭炭池中大量的微生物、小分子有机物质及丰富的溶解氧为一些浮游动物的滋生提供了有利条件。如何降低水中浮游动物是急需解决的问题。特别是抑制寄生在活性炭层浮游动物卵的数量以及卵孵育成幼虫环节，可望大大减少卵的数量和幼虫数量。银离子具有一定的杀菌效果，吸附在活性炭表面纳米态银容易释放银离子。根据银离子的这一特性，采用负载氧化银/纳米银的办法，使活性炭表面具有调控生物膜形成，杀灭附着在生物膜上的水生动物卵(或幼虫)功能，降低饮用水中无脊椎动物数量，达到改善水质目的。

载银活性炭的制备方法主要包括浸渍法、掺杂法、电化学沉积法、还原法等。浸渍法是将活性炭洗净后放在含银溶液中浸渍一段时间，干燥，即可得载银活性炭。掺杂法是将有机银添加在炭的前体中，经炭化、活化而制备载银活性炭的过程；掺杂法在制备过程中可以使银颗粒更加细小，提高对病原微生物的杀灭作用。电化学沉积法是溶液中主要金属离子在直流电场作用下，因扩散、对流、电迁移等传质手段到达作为阴极的活性炭表面与其表面官能团发生离子交换反应，金属离子得到电子而还原为金属原子，并进一步结晶排列为金属层的过程。还原法是将活性炭浸渍在含银溶液中一段时间，然后用一种还原剂把银离子还原成单质银的过程；该法可以实现活性炭与银的较强结合。活性炭对银离子具有良好的吸附性能，浸渍法制备载银活性炭工艺简单，成本低，无污染，银分布在活性炭表面，有利于杀菌，但活性炭对银主要是物理吸附，银极易流失，不能达到持久杀菌的效果。掺杂法、还原法、电化沉积法制备工艺比较复杂，成本也较高，不利于大规模的制备。对于自来水厂的大规模水处理而言需要一种工艺简单、残留化学物少以减少对水体的污染、杀菌效果持久、成本低的活性炭制备方法。

专利号为200410068909.7、名称为“一种载银活性炭及其制备方法与应用”是将活性炭用蒸馏水洗净、烘干、放凉与配好的硝酸银、氨水溶液共浸并振荡弃去水相、再烘干放凉与配好的碘化钾溶液共浸并振荡、烘干、洗涤、再烘干而制得。此制备方法的银离子吸附率不够高，银离子在活性炭表面吸附不够牢固，难以达到长久杀菌的效果，适合用于小型水净化设备，如矿泉壶。但是自来水厂的水处理量极大，而且自来水在通过载银活性炭颗粒时对其表面有较大的作力，因此要求银离子吸附率高而且吸附牢固，同时需要处理后非银化学官能团彻底消失，以免影响水体质量。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种载银活性炭的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的载银活性炭。

本发明的再一目的在于提供载银活性炭在自来水净化处理中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种载银活性炭的制备方法，包含以下步骤：

(1)用水配制浓度为100～1000毫克/升的硝酸银溶液；

(2)将步骤(1)得到的硝酸银溶液与清洗干净的粒状活性炭按银/炭质量比为0.1～0.5∶100混合，于5～50℃搅拌反应12～48小时，得到吸附银离子的活性炭；