[发明专利]一种天然矿物/活性炭复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种天然矿物/活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)含碳前驱体、活化剂和天然矿物混合后，粉碎得粉末状混合物；(2)将混合物进行焙烧处理，冷却至室温，将反应产物用酸洗后，水洗至中性，再抽滤后烘干即得天然矿物/活性炭复合材料；其中：所述含碳前驱体为催化裂化油浆、沥青和减压渣油中的一种或几种。本发明通过将天然矿物和活性炭进行活化复合处理后，制成的复合材料既可以提高对污水中的有机物和氯离子吸附性能，又能显著地降低生产成本。

技术领域

本发明属于活性炭加工技术领域，具体涉及一种天然矿物/活性炭复合材料及其制备方法。

背景技术

水是人类生命中极其重要的化合物，人体内水约占60%，水也是生产食品、生产服装和维护我们健康与环境的重要资源，因此在世界各地获得安全饮用水显得非常重要。随着我国工业化、城市化步伐明显提速，大量各式各样的废水被排放出来，河网水体水质严重超标，突发性水污染事件时有发生，如水源水酚污染、水华暴发及重金属污染等，这些污水的排放，对周围环境造成了不容忽视的影响，这使原本储量不丰的淡水资源更显稀少。污水不仅破坏自然环境、危害人类健康，而且会使淡水资源日后更显缺乏，因此，解决上述水污染问题显得尤其重要。

解决生活饮用水安全问题，在制水环节重点是改造工艺，目前供水处理厂普遍采用以无机高分子絮凝剂为主的混凝法辅以高锰酸盐的微絮凝-氧化法来净化水质，其对于常规水质净化有一定的效果，但其生产条件难以控制、价格较贵，残留铝的环境效应及铁盐、高锰酸盐的残余色度和高腐蚀性，也会对人体健康造成影响，因此，本领域技术人员提出了采用吸附法进行水污染处理，是一项通过多孔材料（比表面积较大）或具有特殊选择性吸附基团的材料将一些物质（污染物、需回收物质）进行吸附的技术，不仅能完成废水净化目标，还可实现废物的资源化利用。天然矿物，以凹凸棒土为例，是一种天然晶质水合镁铝硅酸盐非金属粘土矿物，其特殊的结构和较大的比表面积，决定了其具有良好的吸附性能和胶体性质；不仅可以很好地吸附饮用水中的农药、消毒副产物和微量有机污染物等污染物质,还能有效去除水中的铁、锰、铜、汞、铬、砷等微量重金属，被广泛地用于工业废水处理和饮用水深度处理中，但天然矿物类吸附剂对工业污水或饮用水源中的有机物和氯离子的吸附容量比较低并且吸附剂的生产成本通常比较高，因此，研制出一种对有机物和氯离子的吸附容量高且生产成本低的吸附剂，是本领域技术人员亟需解决的技术问题之一。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提出一种天然矿物/活性炭复合材料及其制备方法，通过将天然矿物和活性炭进行活化复合处理后，制成的复合材料既可以提高对污水中的有机物和氯离子吸附性能，又能显著地降低生产成本。

本发明提出的技术方案如下：

一种天然矿物/活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将含碳前驱体、活化剂和天然矿物混合均匀后，粉碎得粉末状混合物；

（2）将混合物进行焙烧处理，冷却至室温，将反应产物用酸洗后，水洗至中性，再抽滤后烘干即得天然矿物/活性炭复合材料；

其中：所述含碳前驱体为催化裂化油浆、沥青和减压渣油中的一种或几种。

优选地，所述活化剂为KOH、NaOH、ZnCl₂、K₂CO₃、Na₂CO₃中的一种或几种。

优选地，所述含碳前驱体与活化剂的质量比为1:0.5~1:4；天然矿物与含碳前驱体的质量比为1:0.2~1:5。

优选地，步骤（2）中，焙烧处理温度为300~900℃，优选为600~900℃。

优选地，焙烧处理时间为0.5~10h；优选为1~3h。

优选地，焙烧处理需在保护气的环境中进行，所述保护气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种。