[发明专利]一种高效水净化材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种新型高效水净化材料及其制备方法，该方法包括石墨烯孔洞的构造，多级次孔状结构陶瓷基体颗粒的制备，及在陶瓷基体颗粒上制备氧化物纳米颗粒等步骤。本方法制备的水净化材料利用多级次孔状陶瓷基体、基体中的氧化物纳米颗粒和石墨烯的协同效应，通过物理吸附和化学反应协同作用，去除水中的重金属离子，并形成相对稳定结构。该材料空隙率高，比表面积大，吸附能力强，几乎可完全去除水中镍、铅、砷、汞、锰、镉、铬等多种有害重金属，是一种高效、环保、低成本的水净化材料，可用于水体净化处理。

主权项

1.一种高效水净化材料，其特征在于：按重量份计，由包括如下组分的原料制备而成：60‑80份工业污泥和粘土、8‑16份氢氧化钙或碳酸钙、6‑9份活性炭或木屑、5‑8份氧化铁粉或铁粉、0.1～0.5份氯化铵、1～2份明胶、1～2份聚乙烯吡咯烷酮、1‑5份复合浆料、1～7份液体石蜡；其中，所述复合浆料中包括1‑3份氧化石墨烯，1‑2份纳米碳酸钙，和500份的热乙醇；所述高效水净化材料通过如下方法制备得到：(1)将所述氧化石墨烯，纳米碳酸钙，放进热乙醇中，并进行充分搅拌，所述纳米碳酸钙被氧化石墨烯吸附包裹，得到复合浆料；(2)将所述工业污泥和粘土，活性炭或木屑，氢氧化钙或碳酸钙，氧化铁粉或铁粉，氯化铵，明胶，聚乙烯吡咯烷酮，步骤(1)所述复合浆料，液体石蜡放入用高剪切搅拌机中进行充分混合、搅拌，调制成泥浆，使用造粒机将泥浆制成泥粒，并晾干成坯；(3)将步骤(2)制备的泥坯放置在高温炉中，在还原气氛或者厌氧条件下烧制，升温速度不得超过每小时90℃，在炉温升至550‑600℃时，保温1.5‑3小时；然后再以每小时90℃的升温速度，将炉温升到1000‑1300℃，保温3‑5小时；停止加热，以每小时100‑150℃的速度将炉温降至室温，得到纳米孔和微米孔共存的多级次孔状结构陶瓷基体颗粒；(4)将制备的所述陶瓷基体颗粒放入0.1‑0.5M铝盐溶液中，在磁力搅拌的同时，缓慢放入氨水并持续搅拌30‑60分钟；然后过滤、冲洗、并在空气炉中干燥；(5)将制备的材料放在马弗炉中1000‑1200℃焙烤1‑2小时，然后在炉内自然冷却至室温，即得。