[发明专利]用于除去重金属的吸附剂颗粒及其制备方法

说明书

用于从水中除去重金属的吸附剂颗粒组合物包含金属羟基氧化物材料、金属氧化物材料、氧化锰材料和水硬性粘合剂。吸附剂颗粒可以包含有机造孔剂的残留物。制备多个吸附剂颗粒的方法包括将过滤材料、水硬性粘合剂和水的混合物造粒，在18℃至30℃的温度下在密封容器中将所述多个吸附剂颗粒保持胶接时间段，和在额外的水中洗涤所述多个吸附剂颗粒。过滤材料包含金属羟基氧化物材料、金属氧化物材料和氧化锰材料。所述方法可以包括在将混合物造粒前，将水溶性有机造孔剂溶解在水中。

技术领域

本发明涉及用于水净化的吸附剂。更具体地，本发明涉及用于从水中除去重金属的吸附剂和用于制备从水中除去重金属的吸附剂的方法。

背景技术

在一些饮用水中可能存在有害浓度的重金属，例如砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)和汞(Hg)。重金属的来源可以是天然存在的或由工业污染造成的。可以通过许多技术，包括反渗透或蒸馏除去重金属。然而，这些技术可能昂贵，因为它们可以是能量和资源密集型的。

除去重金属的较不昂贵的方法可以是通过含有设计用于除去重金属的粒状吸附剂的筒来过滤水。然而，这样的粒状吸附剂不能高效地除去重金属，导致更大和更昂贵的滤筒。

发明内容

用于从水中除去重金属的吸附剂颗粒组合物包含金属羟基氧化物材料、金属氧化物材料、氧化锰材料和水硬性粘合剂。吸附剂颗粒可以包含有机造孔剂。制备多个吸附剂颗粒的方法包括将过滤材料和水硬性粘合剂混合在一起，将过滤材料和水硬性粘合剂的混合物与水组合以形成糊料，将糊料造粒以形成多个吸附剂颗粒，将额外的水施加至多个吸附剂颗粒各自的表面，在18℃至30℃的温度下在密封容器中将多个吸附剂颗粒保持胶接时间段并在额外的水中洗涤多个吸附剂颗粒。过滤材料包含金属羟基氧化物材料、金属氧化物材料和氧化锰材料。该方法可以包括在将过滤材料和水硬性粘合剂的混合物与水组合以形成糊料之前将造孔剂溶解在水中。造孔剂包含水溶性或水混溶性有机化合物。

各种实施方案涉及用于从水中除去重金属的吸附剂颗粒组合物。多个吸附剂颗粒各自包含金属羟基氧化物材料、金属氧化物材料、氧化锰材料和水硬性粘合剂。在一些实施方案中，水硬性粘合剂包含以下至少一种：波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸盐水泥、羟基磷灰石、磷酸三钙和氟铝酸盐水泥。在一些实施方案中，水硬性粘合剂为组合物的5 wt%至20wt%。在一些实施方案中，水硬性粘合剂为组合物的10 wt%至12 wt%。在一些实施方案中，多个吸附剂颗粒各自还包含分子筛材料。在一些实施方案中，金属羟基氧化物材料与金属氧化物材料与氧化锰材料与分子筛材料之比为0.5-2:0.5-2:0.5-2:0.01-1。在一些实施方案中，多个吸附剂颗粒各自还包含造孔剂的残留物，造孔剂包含水溶性或水混溶性有机化合物。在一些特定实施方案中，造孔剂包含以下至少一种：聚(乙二醇)、甘油、乙二醇、二甲基甲酰胺和二甲亚砜。在一些特定实施方案中，造孔剂包含重均分子量为100克/摩尔至4000克/摩尔的聚(乙二醇)。在一些实施方案中，金属羟基氧化物材料包括羟基氧化铁，金属氧化物材料包括二氧化钛，且氧化锰材料包括锰砂。