申请日2011.09.23
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号B01J20/26; B01J20/30; B01J20/28; C02F1/62; C02F1/28; C02F1/58; B01J13/02
摘要
一种饮用水处理剂，它是将电气石和磁性壳聚糖微球混合粉加入海藻酸钠和聚乙烯醇中溶解、混匀，然后固化成球制得;磁性壳聚糖微球是以超顺磁性四氧化三铁、1～10wt%壳聚糖乙酸溶液、液体石蜡、Span-80、戊二醛溶液为反应物料、通过乳化交联法制得，超顺磁性四氧化三铁与壳聚糖乙酸溶液质量比为1:1～10，液体石蜡与Span-80体积比10～100：1，超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与石蜡—Span-80混合液体积比为1:1～10，超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与石蜡、Span-80的混合液，和戊二醛溶液体积比5～50：1。本发明水处理剂对水中挥发酚去除率可达80%～90%、对水中铬去除率可达93%，同时其具有吸附容量大、净化效率高、成本低、可再生、无毒、对环境无污染等优点。
权利要求书
1.一种饮用水处理剂的制备方法，按以下步骤制得：
a.电气石的预处理
将电气石粉碎过200目筛，用质量浓度大约为5%的NaOH溶液洗涤5～7次左右去除表面所附带的阴阳离子，再用去离子水清洗同样的次数过后，放于烘箱里面烘干，待用;
b.超顺磁性四氧化三铁粉末的制备
称取5.56 g FeSO4·7H2O、6.5 g FeCl3和1.7 mL浓盐酸溶解于50 mL预先经N2脱气处理蒸馏水中，然后将上述滴加到250 mL 1.0mol/L 的NaOH溶液中;在80℃水浴中慢速(100r/min)搅拌5min，然后在快速机械搅拌(2000r/min)，待溶液中出现黑色的沉淀，持续搅拌至30min;待反应结束后，静置冷却至室温，通过外加磁场分离黑色沉淀产物，分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在60℃的真空干燥箱中干燥12小时，待用;
c. 磁性壳聚糖微球的制备
称取粒径20nm左右的超顺磁性四氧化三铁粉末加入到质量浓度为2%的壳聚糖乙酸溶液中，所述超顺磁性四氧化三铁与壳聚糖乙酸溶液的质量比为2:5;搅拌混合均匀后，转移至液体石蜡和Span-80的混合液中，其中液体石蜡与Span-80体积比为40：1，调pH值至9.0，200 r/min搅拌30min，其中超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与石蜡—Span-80混合液的用量体积比为1:2;滴加戊二醛溶液，超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与石蜡、Span-80的混合液，与戊二醛溶液体积比为25：1，在40℃下继续搅拌60min，使之充分反应，再减压过滤，依次用石油醚、无水乙醇抽提三次，在50℃条件下真空干燥，即得;
d. 电气石/磁性壳聚糖微球的制备
将上述磁性壳聚糖微球研磨成140目粉后，再与上述电气石粉末按照5：2的比例充分混匀，制得混合粉末;将海藻酸钠、聚乙烯醇以及混合粉末按照质量比1：6：7的比例制备微球;制备微球时先将海藻酸钠和聚乙烯醇加热溶解15min，随即加入混合粉末搅拌均匀，冷却20 min后用恒流泵以恒定流速连续地将悬浮液滴到含2%CaCl2的饱和硼酸溶液中固化，固化20 h后滤出小球，用水冲洗干净后晾干备用。
说明书
一种饮用水处理剂的制备方法
本发明是申请日为2011午09月23日，申请号为201110284933.4的分案 申请。
技术领域
本发明涉及水处理制剂，尤其涉及一种对水中挥发酚去除效果好的饮用水处 理剂的制备方法。
背景技术
磁性壳聚糖可以用来去除水中Cu2+、Cr2+、Hg2+、Zn2+、Pb2+、Ca2+、Ag+等金属 离子，也可用于处理有机废水，并且可以很快达到平衡。有文献【27】报导用壳聚 糖为絮凝剂可以回收食品加工废水中的蛋白质、淀粉等。国内外学者通过大量的 研究，从不同角度来探讨磁性壳聚糖的应用价值，利用磁性壳聚糖对金属离子、 造纸废水、印染废水等的文献报道己有很多，但未曾见到对水中挥发酚的净化研 究，尤其是将其与其他物质再次交联产生的新物质的探讨更是十分罕见的。电气 石有较好的极性，表面静电强，对水中有害离子(如Cu，As(III)，F-等)有较强 的吸附性，可以用于净化水体，是治理水污染的良好环境矿物材料。到目前为止， 尚未见到有关利用壳聚糖与电气石联合制备净水剂净化水的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对水中酚去除率高的饮用水处理剂的制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
一种饮用水处理剂的制备方法，其特征在于:将电气石和磁性壳聚糖微球的 混合粉末加入到海藻酸钠和聚乙烯醇中溶解、混匀，然后固化成球制得饮用水处 理剂;所述磁性壳聚糖微球是以超顺磁性四氧化三铁粉末、1～10wt%(优选为 2wt%)壳聚糖乙酸溶液、液体石蜡、Span-80、戊二醛溶液为反应物料、通过乳 化交联法制得的，其中超顺磁性四氧化三铁与所述壳聚糖乙酸溶液的质量比为 l:1～10(优选质量比为2:5);液体石蜡与Span-80体积比10～100:1(优选 体积比为40:1);超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与石蜡-Span-80混 合液的体积比为1:1～10、优选为1:2;上述超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸 溶液与石蜡、Span-80的混合液，与戊二醛溶液(优选采用分析纯)体积比5～ 50:1、优选为25∶1;所述电气石和磁性壳聚糖微球的混合粉末中，电气石与 磁性壳聚糖微球的质量比为1～10:1、优选为5∶2，上述海藻酸钠、聚乙烯醇 以及电气石和磁性壳聚糖微球的混合粉末的质量比为1:1～10:1～12、优选质 量比1:6:7。
本发明壳聚糖乙酸溶液是将壳聚糖溶解于乙酸溶液(优选采用分析纯)中制 得的;所述壳聚糖优选为脱乙酰度为90%的壳聚糖，购自上海沪峰生化试剂有限公 司、为市售产品。本发明电气石产于内蒙古赤峰地区，为市售产品。
具体地说，一种饮用水处理剂的制备方法，按如下步骤:
a.电气石的预处理
将电气石粉碎过100-400目筛(优选为200目)，用质量浓度为2-10%的NaOH 溶液(优选为5%)洗涤5～7次去除表面所附带的阴阳离子，再用去离子水清洗同 样的次数过后，放于烘箱里面烘干，待用;
b.超顺磁性四氧化三铁粉末的制备
称取5.56gFeSO4·7H2O、6.5gFeCl3和1.7mL浓盐酸溶解于50mL预先经 N2脱气处理蒸馏水中，然后将上述滴加到250mL1.0mol/L的NaOH溶液中;在 80°C水浴中以100r/min慢速搅拌5min，然后在以2000r/min快速机械搅拌，待溶 液中出现黑色的沉淀，持续搅拌至30min;待反应结束后，静置冷却至室温，通过 外加磁场分离黑色沉淀产物，分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在60°C的真 空干燥箱中干燥12小时，待用;
c.磁性壳聚糖微球的制备
称取超顺磁性四氧化三铁粉末加入到质量浓度为1～10%(优选为2%)的壳聚 糖乙酸溶液中，其中超顺磁性四氧化三铁与壳聚糖乙酸溶液的质量比为1:1～1:10 (优选为2:5)，搅拌混合均匀后，转移至液体石蜡和Span-80的混合液中，其中 液体石蜡与Span-80体积比10:1～100:1(优选体积比为40:1)，调pH值至 3.0～12.0(优选为9.0)，100～500r/min(优选200r/min)搅拌30min，所述 超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与石蜡-Span-80混合液的体积比为1:1～ 1:10(优选为1∶2);滴加戊二醛溶液，超顺磁性四氧化三铁的壳聚糖乙酸溶液与 石蜡、Span-80的混合液，和戊二醛溶液(优选采用分析纯)体积比5∶1～50:1 (优选为25:1)，在20～80°C(优选40°C)下继续搅拌60min，使之充分反应， 再减压过滤、依次用石油醚、无水乙醇抽提1-10次(优选3次)，在20-100°C(优 选50°C)条件下真空干燥，即得;
d.电气石/磁性壳聚糖微球(MCD)的制备
将上述磁性壳聚糖微球研磨成100～400目(优选为140目)粉后，再与电气 石粉末按照质量比1∶1～10:1(优选质量比为5:2)的比例充分混匀，制得混 合粉末;将海藻酸钠、聚乙烯醇以及混合粉末按照1:1∶1～1:10:12(优选质 量比1:6:7)的比例制备微球;制备微球时先将海藻酸钠和聚乙烯醇加热溶解 15min，随即加入混合粉末搅拌均匀，冷却5～6Omin(优选时间为2Omin)后用恒 流泵以恒定流速连续地将悬浮液滴到含1～10wt%CaCl2(优选2wt%)的饱和硼酸 溶液中固化。固化5～40h(优选20h)后滤出小球，用水冲洗干净后晾干备用。 本发明具有如下的有益效果:
本发明饮用水处理剂对饮用水源(如地下水、水库水等)中的挥发酚去除率 可达80%～90%、铬的去除率可达93%，处理效果显著、参见具体实施方式部分， 同时本发明处理剂具有吸附容量大、净化效率高、成本低、可再生、无毒、对环 境无污染等优点。本发明饮用水处理剂的制备方法简便、重复操作性强、成本低 廉，适合工业化规模生产。
