本發(fā)明涉及環(huán)保凈水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能環(huán)保凈水劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

由于人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，對資源的過量開采和不合理開發(fā)利用而產(chǎn)生的影響資源質(zhì)量的一系列問題，這些問題已經(jīng)直接威脅到我們和子孫后代的生存。

我國同樣面臨著這些問題，我國是一個水資源匱乏的國家，如何緩解水資源匱乏以及污染等問題已經(jīng)成為一個刻不容緩的問題。

目前，處理水資源污染問題有物理、化學(xué)、生物、綜合等多種方法，但是物理方法多存在處理效果不佳，處理率不穩(wěn)定問題；生物方法處理成本過高，不適宜推廣使用；多采用化學(xué)方法來處理污水，但是現(xiàn)有的凈水劑，其試劑成分存在二次污染問題，對環(huán)境也會有一定的影響。而物理法則利用具有大比表面積的活性炭對污染物進行吸附，但是目前市場上銷售的活性炭吸附劑的吸附效果不顯著，且使用一段時間后就會出現(xiàn)活性炭飽和現(xiàn)象，因此其效果持續(xù)時間不長。

凹凸棒土是一種多孔型鏈層狀含水富鎂鋁硅酸鹽類粘土礦物，凹凸棒土的骨架結(jié)構(gòu)呈三維立體狀，由硅氧四面體和鎂鋁八面體通過共用頂點相互連接而成，沸石孔道和孔隙貫穿整個結(jié)構(gòu)，是一種多孔性礦物質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有大量的沸石通道，而且晶體內(nèi)部沸石孔道尺寸大小一致，使其具有分子篩的作用，可用于各種工業(yè)廢水的吸附。如果將凹凸棒土進行改性，可使得其吸附效果更好且更持久。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)能環(huán)保凈水劑及其制備方法，該凈水劑對污水中的污染物的吸附作用更好，且凈水效果更持久，單位面積使用量減少，達到節(jié)能環(huán)保的目的。

鑒于上述要解決的技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下的技術(shù)解決方案：

一種節(jié)能環(huán)保凈水劑，由活性物質(zhì)和殼聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物質(zhì)按重量百分比計，包括：氧化鎂25-45％、氫氧化鈣18-25％、氧化鈣15-27％、二氧化鈦7-18％、托瑪琳粉2-6％和次氯酸鈉1-6％。

優(yōu)選的，所述的氧化鎂的尺寸為230-750目，氫氧化鈣的尺寸為450-620目，氧化鈣的尺寸為420-1250目，二氧化鈦的尺寸為850-2000目，托瑪琳粉尺寸為650-1250目，次氯酸鈉尺寸為450-800目。

優(yōu)選的，所述殼聚糖接枝改性凹凸棒土是以殼聚糖和有機凹凸棒土為原料，通過二元醛交聯(lián)制得，所述殼聚糖與二元醛改性凹凸棒土的質(zhì)量比為1:1-1:3。

進一步優(yōu)選的，所述殼聚糖其分子量為2.5×105，脫乙酰度為75-95%，所用有機凹凸棒土為二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛為乙二醛或戊二醛。

進一步優(yōu)選的，所述殼聚糖接枝改性凹凸棒土的制備方法包括如下步驟：

（1）將凹凸棒土粉體以固液質(zhì)量比1:10-1:30分散于有機溶劑中，超聲分散10-30min，滴加氨基硅烷偶聯(lián)劑，70-100℃反應(yīng)6-10h；反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，真空干燥，研磨過篩，即得硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土；

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土分散于以質(zhì)量計為5%二元醛溶液中，固液質(zhì)量比為1:10-1:25，30℃攪拌3-4h，過濾，去離子水多次洗滌，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；

（3）將殼聚糖溶解在質(zhì)量計為1%醋酸溶液中配成質(zhì)量與體積比為0.5%-1.5%的殼聚糖醋酸溶液，攪拌3h，滴加到質(zhì)量與體積比為1-2%二元醛改性凹凸棒土懸浮液中，攪拌并加熱至30-45℃，反應(yīng)3-5h，離心分離，充分洗滌，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，在堿性條件下，加入還原劑室溫還原10-12h，去離子水充分洗滌后，真空干燥，研磨過篩，即得殼聚糖接枝改性凹凸棒土。

優(yōu)選的，所述的二氧化鈦為金紅石型或銳鈦礦型晶型。

優(yōu)選的，所述的活性物質(zhì)與殼聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比為0.15-0.62：1。

本發(fā)明還提供了一種制備上述節(jié)能環(huán)保凈水劑的方法，包括如下步驟：

（1）按重量分稱取各原料；

（2）將各原料混合粉碎至2000目，混合均勻，即得所需節(jié)能環(huán)保凈水劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明的凈水劑成分的活性物質(zhì)具有殺菌抑菌的作用，且發(fā)揮效果時間長，可用于各種工業(yè)廢水、生活污水、湖水、河水及自來水的凈化；

（2）本發(fā)明的凈水劑所使用的殼聚糖接枝改性凹凸棒土，是采用凹凸棒土和殼聚糖為原料制備的復(fù)合吸附材料，其可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，同時，可顯著改善殼聚糖吸附材料在溶液中沉降性能差、分離困難、在酸性溶液中易流失的缺陷；殼聚糖接枝改性的凹凸棒土對于水體中的污染物具有更明顯的吸附效果，且綠色環(huán)保無污染；

（3）本發(fā)明的凈水劑成本較低，使用方便，降低凈水的整體成本，可降低單位面積水體的使用量，節(jié)能環(huán)保。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。這些實施例僅用于說明本發(fā)明的最優(yōu)方案而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

本實施例提供一種節(jié)能環(huán)保凈水劑，由活性物質(zhì)和殼聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物質(zhì)按重量百分比計，包括：氧化鎂25％、氫氧化鈣25％、氧化鈣27％、二氧化鈦18％、托瑪琳粉2％和次氯酸鈉1％。所述活性物質(zhì)與殼聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比為0.15：1。

上述的氧化鎂的尺寸為230目，氫氧化鈣的尺寸為450目，氧化鈣的尺寸為420目，二氧化鈦的尺寸為850目，托瑪琳粉尺寸為650目，次氯酸鈉尺寸為450目。其中二氧化鈦為金紅石型晶型。

所述殼聚糖接枝改性凹凸棒土是以殼聚糖和有機凹凸棒土為原料，通過二元醛交聯(lián)制得，所述殼聚糖與二元醛改性凹凸棒土的質(zhì)量比為1:1，其中殼聚糖其分子量為2.5×105，脫乙酰度為75%，所用有機凹凸棒土為二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛為乙二醛。

上述殼聚糖接枝改性凹凸棒土的制備方法包括如下步驟：

（1）將凹凸棒土粉體以固液質(zhì)量比1:10分散于有機溶劑中，超聲分散10min，滴加氨基硅烷偶聯(lián)劑，70℃反應(yīng)6h；反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，真空干燥，研磨過篩，即得硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土；其中氨基硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶聯(lián)劑與凹凸棒土的質(zhì)量比為1:1；有機溶劑為甲苯。

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土分散于以質(zhì)量計為5%二元醛溶液中，固液質(zhì)量比為1:10，30℃攪拌3h，過濾，去離子水多次洗滌，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；

（3）將殼聚糖溶解在質(zhì)量計為1%醋酸溶液中配成質(zhì)量與體積比為0.5%的殼聚糖醋酸溶液，攪拌3h，滴加到質(zhì)量與體積比為1%二元醛改性凹凸棒土懸浮液中，攪拌并加熱至30℃，反應(yīng)3h，離心分離，充分洗滌，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，在堿性條件下，加入還原劑室溫還原10h，去離子水充分洗滌后，真空干燥，研磨過篩，即得殼聚糖接枝改性凹凸棒土。還原劑為濃度3mol/l的硼氫化鈉。

本實施例還提供了一種制備上述節(jié)能環(huán)保凈水劑的方法，具體包括如下步驟：

（1）按重量分稱取各原料；

（2）將各原料混合粉碎至2000目，混合均勻，即得所需節(jié)能環(huán)保凈水劑。

實施例2

本實施例提供一種節(jié)能環(huán)保凈水劑，由活性物質(zhì)和殼聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物質(zhì)按重量百分比計，包括：氧化鎂45％、氫氧化鈣25％、氧化鈣15％、二氧化鈦7％、托瑪琳粉6％和次氯酸鈉1％。所述活性物質(zhì)與殼聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比為0.62：1。

上述的氧化鎂的尺寸為750目，氫氧化鈣的尺寸為620目，氧化鈣的尺寸為1250目，二氧化鈦的尺寸為2000目，托瑪琳粉尺寸為1250目，次氯酸鈉尺寸為800目。其中二氧化鈦為銳鈦礦型晶型。

所述殼聚糖接枝改性凹凸棒土是以殼聚糖和有機凹凸棒土為原料，通過二元醛交聯(lián)制得，所述殼聚糖與二元醛改性凹凸棒土的質(zhì)量比為1:3，其中殼聚糖其分子量為2.5×105，脫乙酰度為95%，所用有機凹凸棒土為二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛為戊二醛。

上述殼聚糖接枝改性凹凸棒土的制備方法包括如下步驟：

（1）將凹凸棒土粉體以固液質(zhì)量比1:30分散于有機溶劑中，超聲分散30min，滴加氨基硅烷偶聯(lián)劑，100℃反應(yīng)10h；反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，真空干燥，研磨過篩，即得硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土；其中氨基硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三甲氧基硅烷或n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；氨基硅烷偶聯(lián)劑與凹凸棒土的質(zhì)量比為1:1；有機溶劑為二甲苯。

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土分散于以質(zhì)量計為5%二元醛溶液中，固液質(zhì)量比為1:25，30℃攪拌4h，過濾，去離子水多次洗滌，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；

（3）將殼聚糖溶解在質(zhì)量計為1%醋酸溶液中配成質(zhì)量與體積比為1.5%的殼聚糖醋酸溶液，攪拌3h，滴加到質(zhì)量與體積比為2%二元醛改性凹凸棒土懸浮液中，攪拌并加熱至45℃，反應(yīng)5h，離心分離，充分洗滌，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，在堿性條件下，加入還原劑室溫還原12h，去離子水充分洗滌后，真空干燥，研磨過篩，即得殼聚糖接枝改性凹凸棒土。還原劑為濃度3mol/l的氰基硼氫化鈉。

本實施例還提供了一種制備上述節(jié)能環(huán)保凈水劑的方法，具體包括如下步驟：

（1）按重量分稱取各原料；

（2）將各原料混合粉碎至2000目，混合均勻，即得所需節(jié)能環(huán)保凈水劑。

實施例3

本實施例提供一種節(jié)能環(huán)保凈水劑，由活性物質(zhì)和殼聚糖接枝改性凹凸棒土混合而成，活性物質(zhì)按重量百分比計，包括：氧化鎂37％、氫氧化鈣21％、氧化鈣21％、二氧化鈦10％、托瑪琳粉5％和次氯酸鈉6％。所述活性物質(zhì)與殼聚糖接枝改性凹凸棒土的重量比為0.45：1。

上述的氧化鎂的尺寸為600目，氫氧化鈣的尺寸為600目，氧化鈣的尺寸為850目，二氧化鈦的尺寸為1500目，托瑪琳粉尺寸為1000目，次氯酸鈉尺寸為600目。其中二氧化鈦為金紅石型晶型。

所述殼聚糖接枝改性凹凸棒土是以殼聚糖和有機凹凸棒土為原料，通過二元醛交聯(lián)制得，所述殼聚糖與二元醛改性凹凸棒土的質(zhì)量比為1:2，其中殼聚糖其分子量為2.5×105，脫乙酰度為80%，所用有機凹凸棒土為二元醛改性凹凸棒土；所用的二元醛為乙二醛。

上述殼聚糖接枝改性凹凸棒土的制備方法包括如下步驟：

（1）將凹凸棒土粉體以固液質(zhì)量比1:20分散于有機溶劑中，超聲分散20min，滴加氨基硅烷偶聯(lián)劑，80℃反應(yīng)8h；反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，真空干燥，研磨過篩，即得硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土；其中氨基硅烷偶聯(lián)劑為：γ-氨丙基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶聯(lián)劑與凹凸棒土的質(zhì)量比為1:1；有機溶劑為甲苯。

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機凹凸棒土分散于以質(zhì)量計為5%二元醛溶液中，固液質(zhì)量比為1:20，30℃攪拌3.5h，過濾，去離子水多次洗滌，真空干燥，即得二元醛改性凹凸棒土；

（3）將殼聚糖溶解在質(zhì)量計為1%醋酸溶液中配成質(zhì)量與體積比為1.0%的殼聚糖醋酸溶液，攪拌3h，滴加到質(zhì)量與體積比為1.5%二元醛改性凹凸棒土懸浮液中，攪拌并加熱至40℃，反應(yīng)4h，離心分離，充分洗滌，除去未共價交聯(lián)的殼聚糖，在堿性條件下，加入還原劑室溫還原11h，去離子水充分洗滌后，真空干燥，研磨過篩，即得殼聚糖接枝改性凹凸棒土。還原劑為濃度3mol/l的硼氫化鈉。

本實施例還提供了一種制備上述節(jié)能環(huán)保凈水劑的方法，具體包括如下步驟：

（1）按重量分稱取各原料；

（2）將各原料混合粉碎至2000目，混合均勻，即得所需節(jié)能環(huán)保凈水劑。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或?qū)ζ渲胁糠旨夹g(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。