[发明专利]一种净水处理用陶瓷基多孔复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种净水用陶瓷基多孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：氧化铁、氧化硅与质量浓度为1‑20％的淀粉溶液混合后球磨3‑5h；得到的产物与质量浓度为0.8‑1.2‰的聚丙烯酰胺溶液混合均匀后，再与氧化铝粉搅拌混合搅拌均匀，其中氧化铝粉粒径13‑600μm，最可几粒径在50‑500μm；再进行造粒得到4‑10mm的球形颗粒后，在氮气气氛下400‑1500℃下焙烧2‑5h；最后将焙烧后产物置于浓度为4‑6％的双氧水中浸渍0.2‑1h后烘干制得。本发明制备方法简单、成本低，制备得到的净水用陶瓷基多孔复合材料孔容较大、孔结构丰富，能有效吸附富集污水中有机物、氮、磷等物质，污水处理效果好，可以有效去除有机物、N、P及重金属等物质。

技术领域

本发明涉及复合材料领域及水处理材料领域，具体涉及一种净水处理用陶瓷基多孔复合材料的制备方法。

背景技术

多孔材料的研究是材料科学研究中一个重要的分支。在石油化工、精细化工、医药行业、半导体行业以及其他高新技术产业中起着越来越重要的作用。多孔材料的共同特点是密度小，孔洞率高，比表面积大。根据国际纯化学及应用化学组织(IUPAC)的定义)：孔径小于2nm以下的孔称为微孔，孔径在2nm以上50nm以下的称为介孔，50nm以上的称为大孔。一般说来，材料的孔径小，则气体的渗透性差而选择透过性好；材料的孔径大，则渗透性好而选择透过性差。

目前研究的热点更多是的是聚焦在有序微孔和介孔分子筛研究上，更多是趋近与分子原子尺寸上的高精度的材料设计。而用于废水生化处理的多孔材料研究相对较少，废水中成分复杂，多孔材料大多初期效果明显，随着时间推移，效果迅速变差。

当前用于废水处理的填料多为有机大孔填料或者陶瓷填料。主要用于浓度比较高的废水的处理，对于低营养废水如提标后的废水，有机填料多为大孔，吸附有机物及营养盐的能力相对较差，而单纯的陶瓷填料密度大，同时孔少而小，大孔相对较少，对微生物挂膜及营养富集效果较差；活性炭填料具有丰富的孔结构，但是挂膜效果不好，而且容易污堵。

发明内容

针对目前技术存在的问题，本发明提供了制备方法简单、成本低且挂膜效果好的一种净水用陶瓷基多孔复合材料的制备方法。本发明通过控制氧化铝及秸秆比例控制材料中的孔结构，通过氧化剂后处理改善材料的挂膜效果。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一种净水用陶瓷基多孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将氧化铁、氧化硅与质量浓度为1-20％的淀粉溶液混合后球磨3-5h；

2)将秸秆颗粒和步骤1)的产物与质量浓度为0.8-1.2‰的聚丙烯酰胺溶液混合均匀，其中秸秆颗粒大小为28-600μm，最可几粒径在40-300μm；

3)将步骤2)的产物再与氧化铝粉搅拌混合搅拌均匀，其中氧化铝粉粒径13-600μm，最可几粒径在50-500μm；

4)步骤3)的产物进行造粒，得到4-10mm的球形颗粒后，在氮气气氛下400-1500℃下焙烧2-5h；

5)焙烧后产物置于浓度为4-6％的双氧水中浸渍0.2-1h后，在100-120℃下烘干后制得；

其中所述的氧化铁、氧化硅、淀粉溶液、秸秆颗粒、聚丙烯酰胺、氧化铝的质量比为3-6：3-10：1-4：2-8：0.04:90。

上述技术方案中，步骤(2)中的秸秆优选为麦秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆中的至少一种。

步骤4)焙烧温度优选为1000℃-1500℃。