[发明专利]一种阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂及其制备方法与应用。所述阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂包括以下按重量份数计算的组分：阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊75~85份、分散剂15~25份；所述阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊包括芯材和包裹所述芯材的壁材，所述壁材与芯材的质量比为0.5:1~2:1；所述芯材为氧化石墨烯，所述壁材为阿拉伯胶。本发明所述阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂能够在提高絮凝效率的同时，提高单位絮凝剂的净化率，维持或减少絮凝剂的用量。

技术领域

本发明涉及水处理净水剂的技术领域，更具体地，涉及一种阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂及其制备方法与应用。

背景技术

絮凝过程是污水处理工艺中不可缺少的关键环节。在污水处理的过程中，往往需要加入絮凝剂，使污水中的悬浮微粒集聚变大形成絮团，从而使粒子的聚沉。絮凝的原理如下：絮凝剂中带有正(负)电性的基团，能够中和水中带有负 (正)电性难于分离的颗粒，降低其电势，并利用聚合性质使得这些颗粒集中，形成絮状混凝沉淀，并通过物理或者化学方法分离出来。

现有絮凝剂中有的会加入导电剂，其目的在于通过导电剂对电子传递，使絮凝过程中产生的电荷通过导电剂传递到絮状物表面，絮状物内部的电荷也能通过导电剂传导到絮状物表面，更易于打破污水体系的平衡，提高了絮凝的速度(絮凝效率)。不过，人们发现含有导电剂的絮凝剂周围的局部絮凝效率是得到了提高，但整个污水处理体系的絮凝净化率(即去除率)却没有得到提高，甚至下降，使得需要投加更多的絮凝剂才能达到原有的絮凝净化率，增大了经济成本，这样反而得不偿失。

发明内容

本发明为解决上述现有技术所述的问题，提供一种阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂，所述阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂能够在提高絮凝效率的同时，提高单位絮凝剂的净化率(去除率)，维持或减少絮凝剂的用量。

本发明的另一目的是提供所述阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂，包括以下按重量份数计算的组分：阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊75～85份、分散剂15～25份；所述阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊包括芯材和包裹所述芯材的壁材，所述壁材与芯材的质量比为 0.5:1～2:1；所述芯材为氧化石墨烯，所述壁材为阿拉伯胶。

本申请发明人对现有絮凝剂的导电剂进行研究，发现虽然导电剂在絮凝过程起到电荷传递作用，提高絮凝的速度，但其同时也加快了絮凝剂的电荷消耗，絮凝剂在来得及扩散之前，其电荷就已经被迅速消耗，絮凝剂只能有效作用于局部，这也就造成了絮凝剂周围的局部絮凝效率高，但整个污水处理体系的絮凝净化率(即去除率)不高的原因。

对此，本发明对现有絮凝剂的导电剂进行改进，选取氧化石墨烯作为导电剂，并将氧化石墨烯做成微胶囊，与分散剂一起结合，在絮凝过程中，所述阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊能够迅速分散，在分散的过程中阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊中的氧化石墨烯会被逐渐释放，对絮凝过程起到电荷传递作用，提高絮凝的速度。与现有的导电剂相比，由于本申请所述阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊是逐渐释放，絮凝剂的电荷能够在被消耗殆尽之前就与氧化石墨烯一起分散均匀，因此既能提高絮凝的速度，又能保证整体的絮凝净化率。

为了达到上述效果，氧化石墨烯的分散以及释放时机是关键，在本发明中，优选水溶性的阿拉伯胶作为包覆氧化石墨烯的壁材，并通过设计壁材与芯材的比例，使得阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊中的氧化石墨烯能够在絮凝过程中有效发挥作用。

为了使阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊能够有效迅速分散，本发明所述阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂还包含分散剂，并研究得出阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊与分散剂的配比。优选地，所述阿拉伯胶氧化石墨烯絮凝助剂包括以下按重量份数计算的组分：阿拉伯胶氧化石墨烯微胶囊80份、分散剂20份。

优选地，所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯、吡咯烷酮中的一种或几种。