[发明专利]一种应用于悬浮污染处理的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于悬浮污染处理的复合材料及其制备方法。

背景技术

2013年年初，我国近七分之一的国土面积相继被雾霾笼罩，严重的雾霾天气对大气、交通安全、人体健康等都带来了巨大的危害。全国74个监测城市中，有33个城市的部分检测站点PM2.5检测数据超过300，空气质量达到了严重污染。京津冀区域城市的80个国家网监测点位中半数以上出现空气质量连续超标现象，长三角区域城市的129个国家网监测点位约有三分之一出现空气质量连续超标现象。其他直辖市及省会城市的监测点位也有不同程度空气质量超标。其中北京市部分地区PM2.5实时数据还曾一度超过900，检测设备爆表，超过空气质量日均值标准（75μg/m3）的十倍以上，并超过AQI日报严重污染等级（500μg/m3）的约一倍。首都一时之间变成“首毒”，国外的媒体甚至戏称，北京已经变成机场中的吸烟室。同样，液体废水中的悬浮物处理特别是譬如含纳米悬浮物的炭黑废水处理也是工业界面临的一大难题。雾霾或空气中纳米颗粒的清除和液体中纳米悬浮物去除一直都没有行之有效的处理技术。因此急需一种应用于悬浮污染处理的复合材料及其制备方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于悬浮污染处理的复合材料及其制备方法，能够清除液体或气流中的颗粒悬浮物。 

本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料，包括多孔性无机材料，所述多孔性无机材料经混合、制粉、成型、干燥、烧结工艺制备而成，在烧结好的多孔性无机材料上用化学处理方法来改变多孔性无机材料表面的憎水性能。

本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料，所述多孔性无机材料选自瓷粉、釉料、煤炭粉、粘土、煤矸石、铝矾土、石英粉、方解石、钾长石、煅烧高岭土、滑石粉、石墨粉、膨润土、三聚磷酸钠中的一种或多种。

本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料，所述化学处理方法分别采用以下几种方式：

1）通过稀酸使多孔性无机材料表面羟基化达到亲水的目的，所用的稀酸为稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸；

2）通过改性剂将憎水碳链键合在多孔性无机材料表面，使其具有憎水性能，改性剂选自辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷中的一种；

3）多孔性无机材料在高温下与氨气反应而生成氮化硅表面，使其具有憎水性能。

本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将多孔性无机材料和有机膜板材料混合成浆，然后通过轧浆、捏揉或喷雾干燥将该材料制成粉末或者通过挤压/滚动成球并干燥，最后在还原或者氧化气氛中，在500-1400℃的温度下烧结；其粒径为0.05-8mm，孔隙率15-89%左右，孔径可分别是2nm-100μm；

2）在烧结好的多孔性无机材料上用化学处理方法来改变基体表面的憎水性能，化学处理方法分别采用以下几种方式：

（a）通过稀酸使多孔性无机材料表面羟基化达到亲水的目的，所用的稀酸为稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸；

（b）通过改性剂将憎水碳链键合在多孔性无机材料表面，使其具有憎水性能，改性剂选自辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷中的一种；

（c）多孔性无机材料在高温下与氨气反应而生成氮化硅表面，使其具有憎水性能。

本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料的制备方法，在步骤1中，所述多孔性无机材料选自瓷粉、釉料、煤炭粉、粘土、煤矸石、铝矾土、石英粉、方解石、钾长石、煅烧高岭土、滑石粉、石墨粉、膨润土、三聚磷酸钠中的一种或多种。

本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料的制备方法，在步骤1中，所述有机膜板材料选自淀粉、碳粉、煤炭中的一种。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的应用于悬浮污染处理的复合材料通过在多孔性无机材料的表面进行化学改性，使它的表面变成亲水性或者憎水性，进而来增加对所要吸附的悬浮物的亲和力，而增加这种组合材料的过滤效率；具有对悬浮污染物的高选择性和高吸附量（污染物承载量）、易再生的特点，可以广泛应用于工业废水去除悬浮物，包括纳米炭黑类污水、烟气除尘、空气除尘，也包括处理PM2.5气体颗粒；同时也特别适用于对含纳米级悬浮污染物的废水或者气流进行深度处理，使处理后水或气中的悬浮物含量可以达到生活饮用水和室内空气的标准。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1