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(jì)發(fā)展，對(duì)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(gè)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(gè)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(duì)環(huán)境也會(huì)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(duì)污染物進(jìn)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(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)活性炭飽和現(xiàn)象，因此其效果持續(xù)時(shí)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(diǎn)相互連接而成，沸石孔道和孔隙貫穿整個(gè)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(jìn)行改性，可使得其吸附效果更好且更持久。

技術(shù)實(shí)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(duì)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(dá)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(jì)，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(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)凹凸棒土；

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機(jī)凹凸棒土分散于以質(zhì)量計(jì)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(jì)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(jià)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(shí)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(shì)，同時(shí)，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(duì)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(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。這些實(shí)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(hù)范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)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(jì)，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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)溶劑為甲苯。

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機(jī)凹凸棒土分散于以質(zhì)量計(jì)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(jì)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(jià)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(shí)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(shí)施例2

本實(shí)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(jì)，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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)溶劑為二甲苯。

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機(jī)凹凸棒土分散于以質(zhì)量計(jì)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(jì)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(jià)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(shí)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(shí)施例3

本實(shí)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(jì)，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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)溶劑為甲苯。

（2）將上述硅烷偶聯(lián)劑改性有機(jī)凹凸棒土分散于以質(zhì)量計(jì)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(jì)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(jià)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(shí)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(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠旨夹g(shù)特征進(jìn)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。