[发明专利]同时去除多种农残和抗生素成型炭复合材料的制备方法及测试装置

说明书

本发明涉及一种同时去除多种农残和抗生素的成型炭复合材料的制备方法及测试装置，该方法以改性活性炭为原料，以聚乙烯为粘结剂，以硫磷共掺杂分子筛为添加剂，制备成型炭复合材料。并通过测试装置对农残和抗生素的去除能力，结果表明，对低浓度1000 ppb以内农残如百菌清、草甘膦、滴滴涕、敌百虫、氯菊酯等的去除率达95%以上，对高浓度1000‑5000 ppb农残如百菌清、草甘膦、滴滴涕、敌百虫、氯菊酯等的去除率达90%以上；对低浓度1000 ppb以内抗生素如四环素、青霉素、阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星等的去除率达97%以上，对高浓度1000‑5000 ppb抗生素如四环素、青霉素、阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星等的去除率达92%以上。复合材料对农残和抗生素的吸附总容量高达0.8‑1g/g。该复合材料比表面积大、吸附容量高、吸附速度快、耐压耐磨强度高、使用寿命长，能同时去除水中多种农残和抗生素。

技术领域

本发明涉及一种同时去除多种农残和抗生素的成型炭复合材料的制备方法及测试装置。

背景技术

粉末活性炭因其较高的比表面积及发达的孔隙结构而成为吸附去除水中污染物较为理想的吸附剂之一。但粉末活性炭材料在实际水处理中受限，因此，制备成型活性炭材料对实际水处理具有重要的现实意义。在各种成型活性炭材料中，中空柱状的成型炭材料具有较高的吸附容量和吸附速率、稳定的化学性质、高透水性及高机械强度等优点，因此，被广泛应用于饮用水及工业污水净化等领域。近年来饮用水及工业污水中农残和抗生素超标的水污染问题日益突显，现有粉末活性炭以具有微孔结构的椰壳活性炭为主要吸附材料，微孔结构的活性炭主要吸附小分子有机物，对农残和抗生素等结构复杂的大分子的吸附去除能力不足，现有活性炭对低浓度(1000ppb以内)农残如百菌清、草甘膦、滴滴涕、敌百虫、氯菊酯等的去除率不足50％，对高浓度(1000-5000ppb)农残如百菌清、草甘膦、滴滴涕、敌百虫、氯菊酯等的去除率不足20％；对低浓度(1000ppb以内)抗生素如四环素、青霉素、阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星等的去除率不足30％，对高浓度(1000-5000ppb)抗生素如四环素、青霉素、阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星等的去除率不足10％。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有活性炭材料的缺陷，提供一种同时去除多种农残和抗生素的成型炭复合材料的制备方法及测试装置，该方法以改性活性炭为原料，以超高分子聚乙烯为粘结剂，以硫磷共掺杂分子筛为添加剂，采用烧结工艺，制备成型炭复合材料。通过添加改性活性炭提高其对农残和抗生素的吸附能力，通过添加硫磷共掺杂分子筛提高材料对农残和抗生素的识别和吸附能力。将获得的成型炭复合材料通过测试装置评估其对农残和抗生素的去除能力，该材料对低浓度1000ppb以内农残如百菌清、草甘膦、滴滴涕、敌百虫、氯菊酯等的去除率达95％以上，对高浓度1000-5000ppb农残如百菌清、草甘膦、滴滴涕、敌百虫、氯菊酯等的去除率达90％以上；对低浓度1000ppb以内抗生素如四环素、青霉素、阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星等的去除率达97％以上，对高浓度1000-5000ppb抗生素如四环素、青霉素、阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星等的去除率达92％以上。该材料比表面积大、吸附容量高、吸附速度快、耐压耐磨强度高、使用寿命长，能同时去除水中多种农残和抗生素。

本发明所述的一种同时去除多种农残和抗生素的成型炭复合材料的制备方法，该方法以改性活性炭为原料，以超高分子聚乙烯为粘结剂，以硫磷共掺杂分子筛为添加剂，采用烧结工艺，制备成型炭复合材料，具体操作按下列步骤进行：

制备硫磷共掺杂分子筛材料：

a、将质量比0.01-1:0.01-1:1的硫化物、磷化物及分子筛加入水中，充分搅拌至均匀分散，然后转入反应釜中，在温度为150-300℃范围内反应12-72小时，冷却后洗涤至中性，温度100℃干燥，得到硫磷共掺杂分子筛；其中硫化物为硫化钠、硫脲或过硫酸钠；磷化物为磷酸、聚磷酸胺；分子筛为方钠型的钾A(3A)、钠A(4A)、钙A(5A)；八面型的钙X(10X)、钠X(13X)；Y型的钠Y、钙Y或丝光型的高硅型沸石ZSM-5；

制备成型炭复合材料：