[发明专利]一种硅镁基纳米水处理剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硅镁基纳米水处理剂的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）将纳米氧化镁和胶黏剂混合，加入水，搅拌制成纳米氧化镁悬液；（2）向步骤（1）所得物加入空心玻化微珠，搅拌制成混合浆料；（3）对步骤（2）所得物进行压模处理，再经高温碳化处理，即得；其中，所述胶黏剂为环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、酚醛‑环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛‑聚乙烯醇缩醛、酚醛树脂、聚苯并咪唑、聚酰亚胺、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种。本发明还提供了由上述方法制备得到的水处理剂。本发明所得水处理剂的吸附能力强、使用寿命长、成本低廉并且可以实现工业化生产和应用。

技术领域

本发明属于水处理剂技术领域，具体涉及一种硅镁基纳米水处理剂及其制备方法。

背景技术

水中污染物包括无机污染物和有机污染物。无机污染物主要包括铅、铬、隔、汞和铜等重金属离子，这些重金属元素在环境中具有难降解、易积累、不可逆、毒性大、代谢慢和易被生物富集的特点。长期饮用被重金属污染的水会引发急、慢性中毒或导致机体癌变。有机污染物主要包括耗氧无毒有机物(如蛋白质、脂肪和碳水化合物等)和有毒有机物(如酚类化合物、有机农药和多环芳烃、染料和食品添加剂等)，这些有机污染物是致畸、致突变和致癌物质。

《2016年全国饮用水水源水质大起底》报告显示，2016年31个省级环保部门公开的1333处(地表水水源地995个，地下水水源地338个)饮用水水源地的水质状况中有24个省份共98处水质超标，地下水水源超标比例明显高于地表水水源，且污染的持续时间较后者更长。如果防治和处理速度赶不上污染的速度，饮用水污染就难以被遏制。

对重金属离子的去除主要是化学沉淀法，原理是通过化学反应使废水中呈离子状态的重金属转化为不溶于水的沉淀物，然后通过过滤将沉淀物从废液中分离出去，包括氨氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钙盐沉淀法和铁氧体共沉淀法等。该方法的缺点是处理后的废液往往达不到排放标准，并且产生的沉淀物若处理不当，容易造成二次污染。对有机污染物的去除通常是化学降解法，主要是利用光催化氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法电化学氧化法、臭氧氧化法和声化学降解等，使有机污染物氧化分解并转化为无毒性的可生化降解物质，该方法是治理持久性有机污染物的有效方法。

物理化学法主要包括吸附法、离子交换法和膜分离法。吸附是固－液界面存在的一种普遍现象，利用疏松多孔和比表面积大的吸附剂吸附污水中的重金属离子和有机污染物，以达到净化水的目的。离子交换法是借助于交换剂中的交换基团同废水中的离子进行交换，从而去除废水中的有害离子。膜分离法是在某种推动力作用下，利用半透膜的选择透过性进行分离和浓缩，常见的膜分离法包括电渗析法、扩散渗析法、反渗透法和超滤法等。由于其程序复杂，对生产技术要求较高，在推广应用中受到限制。

吸附法因其处理效果高、操作简便和选择性好等优点，特别是在污染性强、低浓度、其它处理方法难以有效处理的重金属污染和有机污染废水领域具有特殊的应用价值。常用的吸附剂有活性炭、沸石、粘±、生物聚合物、分子筛和一些工业废弃物等，但是这些吸附剂在价格或吸附能力等方面还存在一定的问题，所以开发廉价、高效的吸附剂是目前吸附研究的一个重要方面。生物技术包括植物修复技术和微生物修复技术。植物修复技术，是利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系，超量积累某种或某些污染物，清除环境中的污染物。植物修复的方式包括植物提取、植物降解、植物稳定和植物挥发等。微生物修复技术，是利用天然存在的或人工培养的功能微生物群，在适宜环境条件下吸收或降解有毒污染物。然而，生物技术对环境要求十分苛刻，尤其是环境的酸碱度，不宜大范围使用。

氧化镁(MgO)作为一种高效的新型吸附剂备受国内外的关注，尤其是纳米MgO作为一种新型多功能无机材料对无机废气、有机物、细菌病毒和重金属等的吸附性能研究成为了材料领域的研究热点。然而，纳米MgO在废水处理和环境净化方面表现出收集难度大和再生成本高等缺点，这严重阻碍了其工业化应用进程。