[发明专利]一种用于水质净化的多孔微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及水质净化材料，具体涉及一种用于水质净化的多孔微球及其制备方法。

背景技术

目前，我国水污染形势严峻，全国七大江河水系均受到不同程度的污染。水污染不仅给人类的健康带来较大的危害，也使生产饮用水成本大大增加。传统的净水工艺对水中微量有机污染物没有明显的去除效果，还可能使水中残留的对人体有害的氯离子浓度超标，水质毒理学安全性下降，对人体健康进一步造成危害。近年，人们开始研发使用多孔材料进行水质净化，但是现有的多孔净水材料净水效果不好、制备工艺复杂、成本高，难以大规模使用。

发明专利一种硅藻土基多孔陶瓷微球的制备方法(申请号为201110228418.4)公开了以下步骤：(1)硅藻土中加入添加剂和水，湿法球磨，浆料过筛；所述硅藻土中加入造孔剂，造孔剂的加入量为硅藻土质量的0.1-50％；所述造孔剂选自碳酸钙、炭粉、碳酸氢铵、可溶性淀粉或聚乙二醇中的一种以上；所述添加剂选自六偏磷酸钠、硅酸钠、羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇中的一种以上，添加剂的加入量为硅藻土质量的0.1-3％；(2)把浆料喷雾干燥成球；(3)球在900-1300℃烧成，保温时间为0.1-24h，即得硅藻土基多孔陶瓷微球公开了一种硅藻土基多孔陶瓷微球的制备方法。该发明以硅藻土为主要原料，通过喷雾干燥制备球形度高(流动性好)、比表面积大、粒径可控的多孔陶瓷微球，可应用于费托合成等浆态床反应的催化剂载体，但是尚未验证是否可用于水质净化领域，且该微球在升至高温下烧结获得，孔径难以控制。

因此急需一种可有效吸附水中有害物质，活化水体，有利于人体健康，环保性强，制备工艺简单的用于水质净化的多孔微球及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可有效吸附水中有害物质，活化水体，有利于人体健康，环保性强，制备工艺简单的用于水质净化的多孔微球及其制备方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种用于水质净化的多孔微球，原料包括硅藻土、凹凸棒粉、锗石粉、碳酸铵和聚乙烯醇水溶液，所述原料的质量份数如下：

硅藻土：50-60份；

凹凸棒粉：15-30份；

锗石粉：10-15份；

碳酸铵：1-3份；

聚乙烯醇水溶液：1-3份。

优选的，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为1％。

优选的，所述硅藻土的目数为1000目。

优选的，所述凹凸棒粉的目数为1000目。

优选的，所述锗石粉的目数为500目。

上述一种用于水质净化的多孔微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：配制质量浓度为1％的聚乙烯醇水溶液；

S2：按配方比例称取硅藻土、凹凸棒粉、锗石粉和碳酸铵，然后依次投入含有氧化锆球的混磨罐中进行混磨7-9小时；

S3：混磨后加入配方比例的聚乙烯醇水溶液进行混合造粒，采用挤压成型的方式制备出微球体；

S4：将S3中获得的微球体置于马弗炉中，以逐步升温和保温的焙烧方式获得成品。

优选的，所述S3中微球体的直径为4.5-5.4mm。

优选的，所述S3中挤压成型的压力为100MPa，保压时间为10s。

优选的，所述S4中的焙烧方式为：以5℃/min的升温速率从室温升温至400℃，并在400℃下保温2h，然后以10℃/min的升温速率从400℃升温至800℃，并在800℃下保温30mim。

本发明的有益效果是：

(1)本发明原料中的硅藻土是一种优质的天然的多孔纳米吸附材料，其化学成分以二氧化硅为主，含有多种人体必需的微量元素，硅藻土的二氧化硅多数是非晶体，可溶性硅酸含量为50-80％，在水中能够形成对人体有益的偏硅酸盐。

(2)本发明原料中的凹凸棒粉是一种含有镁、铝等元素的多孔纳米吸附材料，在水处理过程中，对水中杂质的吸附能力强，能够循环使用，消耗小，环保性强。

(3)本发明原料中的锗石粉能够持续释放远红外线，可使水质活化，促进人体吸收，有利于人体健康。

(4)本发明以硅藻土的二氧化硅形成陶瓷必须的网络骨架，以凹凸棒粉中的镁、铝等成分为网络修饰体，以碳酸铵为多孔剂，焙烧加热时碳酸铵迅速分解，产生大量的气体溢出，从而形成大量孔隙。