[发明专利]多功能聚硅酸盐絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及多功能聚硅酸盐絮凝剂及其制备方法和应用，其中多功能聚硅酸盐絮凝剂包括以下质量百分比的组成成分：改性聚硅酸盐40～60wt％；磁性四氧化三铁纳米粒子5～25wt％；介孔二氧化钛15～35wt％。本发明的絮凝剂提高了聚硅酸盐的稳定性，同时提高了絮凝剂对处理废水的能力，除废能力可达95％以上，并能够通过磁性分离沉降物，避免二次污染，在生活污水、喷涂废水、造纸废水和印染废水等方面处理效果十分显著。

技术领域

本发明涉及无机高分子领域，特别涉及多功能聚硅酸盐絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

现代经济工业快速的发展，生活污水与工业废水也与日俱增，随着人们对于环境污染的重视程度越来越高，对于工业废水与生活污水处理的关注度也水涨船高。为了保证水资源的可持续利用，在解决水污染问题中絮凝沉淀法使用最为广泛。聚硅酸其结构中带有大量的羟基，可形成氢键，增强其吸附能力，并且其结构可以形成网状、空间网状等结构，大大加强了其网捕能力，形成较大的絮凝体，加速沉降，完成固液分离。但是聚硅酸不够稳定，且聚合度不够时的性能也较差，所以导致其无法被广泛投入使用。

从上世纪90年代起，随着国内学者的不断研究发现了一种新型的聚硅酸絮凝剂，不仅大大延长了聚硅酸的保存时间，同时也提高了它的聚合度等等，将其用于在处理水时，提高了其除浊性能，而且絮凝剂的使用剂量也大大降低了。

经过研究发现，这些优化得益于少量的金属离子，从而反应得到了聚硅酸盐絮凝剂。其性能明显高于单一使用聚硅酸，从而受到了研究者的重视。优异的性能是因为金属离子具有电中和性能，同时聚硅酸也具有较强的吸附絮凝性能，在两者共同作用下得到了效果优良的产品。

研究者们经过多次的研究表征，发现聚硅酸盐絮凝剂与聚硅酸絮凝剂相比，其絮凝脱稳性能更加优异。而且在最近的学者们研究还发现，不仅是金属离子对其有优化作用，而且当有硼离子加入时也会提高絮凝剂的性能。由于聚硅酸类絮凝剂有着无法比拟的优势，这也使其在无机高分子絮凝剂中有有着不容忽视的地位，但絮凝剂是否带来二次污染时至目前依然存疑，絮凝下来的污染物如何从水体分离也没有有效地方法。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题的至少一个，本发明提供多功能聚硅酸盐絮凝剂及其制备方法和应用。

根据本发明的一个方面，提供一种多功能聚硅酸盐絮凝剂，包括以下成份：改性聚硅酸盐复合磁性四氧化三铁纳米粒子和介孔二氧化钛。

其中，多功能聚硅酸盐絮凝剂中各成分的百分含量为：

改性聚硅酸盐 40～60wt％

磁性四氧化三铁纳米粒子 5～25wt％

介孔二氧化钛 15～35wt％

其中，介孔二氧化钛的粒径为2-10nm。

根据本发明的另一个方面，提供一种该多功能聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

制备改性聚硅酸盐固体粉末。

将磁性载体和介孔二氧化钛与改性聚硅酸盐固体粉末按一定比例在研钵里充分研磨，即可得到所述多功能聚硅酸盐絮凝剂。

其中，磁性载体为四氧化三铁和γ-三氧化二铁中的至少一种。

其中，制备改性聚硅酸盐固体粉末的步骤为：

将特定硅酸盐溶液滴入硫酸溶液，至混合溶液的PH值为4时，停止滴加。

反应3h后，在滴入硅酸钠溶液的混合溶液中继续滴加浓硫酸溶液，直至溶液的PH值为2，停止滴加。

向滴加浓硫酸溶液后的混合溶液中加入混合金属盐。