專(zhuān)利名稱(chēng)：一種吸附劑粉末成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于飲用水除砷除氟吸附劑粉末成 型方法。
背景技術(shù)：
地下水高砷、高氟在世界范圍內(nèi)都有廣泛分布，長(zhǎng)期飲用高砷、高氟水產(chǎn)生的健 康問(wèn)題已引起相關(guān)國(guó)家和組織機(jī)構(gòu)和民眾的關(guān)注。對(duì)于飲用水砷的限值，世界衛(wèi)生組織 (WHO)、美國(guó)環(huán)境署(EPA)、歐洲環(huán)境署(EEA)以及日本環(huán)境省均規(guī)定為0. 01mg/L，飲用水氟 的限值，世界衛(wèi)生組織(WHO)、美國(guó)環(huán)境署(EPA)、歐洲環(huán)境署(EEA)以及日本環(huán)境省對(duì)其規(guī) 定分別為0. 6-1. 5mg/L、l. Omg/LU. 0mg/L、0. 8mg/L。我國(guó)2006年頒布了新的飲用水衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)(GB5479-2006)，規(guī)定生活飲用水砷和氟的限值分別為0. 01mg/L和1. 0mg/L, 2007年7 月1日正式實(shí)施。嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)高砷、高氟處理技術(shù)提出了更高的要求。含砷飲用水 的處理方法包括吸附法、離子交換法、混凝/微濾法、膜處理等技術(shù)，其中，吸附技術(shù)被認(rèn)為 是適合于小型社區(qū)和偏遠(yuǎn)郊區(qū)分散供水最為經(jīng)濟(jì)有效的處理技術(shù)，而吸附技術(shù)的關(guān)鍵，則 在于吸附劑的性能。目前飲用水除砷、除氟吸附劑的研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用存在如下問(wèn)題(1)缺乏合適的成型方法和技術(shù)，導(dǎo)致大多數(shù)研發(fā)過(guò)程停留在實(shí)驗(yàn)室、停留在吸附 劑粉體階段。(2) 一些成型吸附劑強(qiáng)度差、易破碎；吸附劑飲用水除砷、除氟吸附材料一般經(jīng)成 型或負(fù)載固定后變成一定形狀和尺寸的顆粒，裝填在吸附塔/罐/柱內(nèi)使用。一方面，由于 裝填后，吸附濾料床層具有一定的高度，所以吸附床層自重、靜水壓力，處理過(guò)程水流動(dòng)能、 反沖過(guò)程瞬時(shí)高速水流功能都會(huì)吸附劑顆粒產(chǎn)生破壞作用，可能導(dǎo)致吸附劑顆粒破碎，吸 附劑流失，使得系統(tǒng)不能長(zhǎng)久有效運(yùn)行；同時(shí)短期內(nèi)出水濁度升高，金屬元素溶出釋放導(dǎo)致 飲水安全隱患。例如國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)使用的活性氧化鋁就存在此類(lèi)問(wèn)題，在活性氧化鋁粉末中 加入稀酸形成鋁溶膠、或加入水、或加入田菁粉和水作為黏結(jié)劑，成型后高溫培燒，最終制 成顆粒表現(xiàn)為顆粒強(qiáng)度差、破碎問(wèn)題突出，飲水中鋁含量顯著升高。(3) 一些成型過(guò)程和成型材料含有有害物質(zhì)，不能保障飲水安全。(4)成型過(guò)程造成吸附容量損失大。所以需要開(kāi)發(fā)合適的吸附劑粉體成型方法，保證成型顆粒具有足夠強(qiáng)度和韌性， 成型過(guò)程吸附容量損失少，使用的材料安全，長(zhǎng)期運(yùn)行能夠保障吸附劑顆粒不破碎、不溶 脹、不浸出，處理出水安全。這些對(duì)于除砷、除氟吸附劑從粉體研發(fā)到走向?qū)嶋H應(yīng)用尤為關(guān) 鍵。近年來(lái)，基于聚乙烯醇與醛類(lèi)發(fā)生縮醛化反應(yīng)制成纖維，與羧酸類(lèi)物質(zhì)發(fā)生酯化 反應(yīng)制備滲透汽化膜的研究有大量報(bào)道和應(yīng)用。聚乙烯醇和羧酸酯化反應(yīng)后，聚乙烯醇的 鏈狀結(jié)構(gòu)被交聯(lián)化交織成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有高的強(qiáng)度、良好的韌性。由于這種特 性，在聚乙烯醇中摻入無(wú)機(jī)組分，可以制備高強(qiáng)度的滲透汽化膜。陳建華等(2007)研究了 PVA/Ti02雜化膜的相關(guān)特性，發(fā)現(xiàn)PVA鏈和1102能夠有效結(jié)合。李沁華等(2001)以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸鈉為主要組分，以氯化鈣為交聯(lián)劑，通過(guò)對(duì)兩種聚合物的分步交聯(lián)，獲 得了具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的PVA-海藻酸鈣薄膜。所制得的PVA-海藻酸鈣交聯(lián)薄膜外觀均一、光 潔平滑、柔韌具彈性，呈巍白色，濕態(tài)下扯斷伸長(zhǎng)率為350%，拉伸強(qiáng)度為20MPa。同時(shí)，將聚 乙烯醇作為黏合劑，有望進(jìn)行一些固體粉末的成型。蘇毅等(2001)使用PVA為粘結(jié)主劑， 以硝酸水溶液為粘結(jié)促進(jìn)劑，對(duì)氧化鐵皮渣和含鐵污泥進(jìn)行了擠壓成型研究，得到的成型 產(chǎn)物具有足夠的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種吸附劑成型的方法，以提高吸附劑的強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的用于除砷或除氟吸附劑成型的制備方法，包括如 下步驟a)常溫，攪拌下將聚乙烯醇(聚乙烯醇聚合度為500-2500)加入水中，水浴攪 拌，升溫至60-80°C，使聚乙烯醇完全溶解后冷卻至室溫；聚乙烯醇加入的質(zhì)量體積比為 5% -30% (即IOOml水中加入聚乙烯醇5_30g聚乙烯醇)；b)攪拌下向步驟a中的聚乙烯醇溶液中加入羧酸(如馬來(lái)酸、乙二酸、丙二酸、 丁二酸、檸檬酸或蘋(píng)果酸)溶液，羧酸加入量按交聯(lián)度控制在5-40% ；40-10(TC酯化反應(yīng) 2-6小時(shí)，酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫后備用；c)將步驟b得到的酯化產(chǎn)物溶液加入針鐵礦、四方硫酸鹽纖鐵礦或水鐵礦粉末中 混勻，0. 5-10MPa的壓力下擠壓成形得到濕態(tài)顆粒，烘箱中40-100°C下進(jìn)行后交聯(lián)處理并 干燥2-6小時(shí)，即得到除砷吸附劑；或d)將步驟b得到的酯化產(chǎn)物溶液加入羥基氧化物粉末中混勻，0. 5-10MPa的壓力 下擠壓成形得到濕態(tài)顆粒，烘箱中40-100°C下進(jìn)行后交聯(lián)處理并干燥2-6小時(shí)，即得到除 氟吸附劑。本發(fā)明提供的制備方法，制成的顆粒強(qiáng)度高、具有良好韌性，吸附容量損失小，除 砷、除氟處理過(guò)程不溶脹、處理后水質(zhì)安全。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的除砷或除氟吸附劑成型方法，首先使用聚乙烯醇和羧酸進(jìn)行酯化反 應(yīng)，制得本發(fā)明方法所需的黏結(jié)劑；然后使用該黏結(jié)劑對(duì)除砷或除氟吸附劑粉體進(jìn)行黏結(jié)， 壓力成型制得成型吸附劑顆粒。本發(fā)明的聚乙烯醇聚合度為500-2500 ；聚乙烯醇的濃度為5% -30% (質(zhì)量體積 比，m/v,即IOOml水中加入聚乙烯醇5_30g聚乙烯醇)。本發(fā)明采用的羧酸為馬來(lái)酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、檸檬酸或蘋(píng)果酸，羧酸的濃 度為5% -30% (質(zhì)量體積比，m/v,即IOOml水中加入以上所述羧酸5_30g)。本發(fā)明采用的除砷吸附劑粉末為文獻(xiàn)Iron oxide in the laborotary (U. Schwertmannite & Cornell)所報(bào)道的針鐵礦、四方硫酸鹽纖鐵礦和水鐵礦。本發(fā)明采用的除氟吸附劑粉末為硫酸鋯、硝酸鑭和硫酸高鈰的鹽分別共沉淀后制 備得到的羥基氧化物。本發(fā)明的制備方法，包括如下步驟
1)在常溫時(shí)，邊攪拌，將聚乙烯醇加入水中，水浴攪拌，然后緩慢升溫至60-80°C， 使得聚乙烯醇完全溶解，自然冷卻至室溫備用；所述的聚乙烯醇聚合度為500-2500 ；加入 比例為5% -30% ；2)邊攪拌，邊向步驟1中的聚乙烯醇溶液中加入羧酸溶液，羧酸加入量控制在交 聯(lián)度5-40%，水浴，控制水浴溫度在40-10(TC，進(jìn)行酯化反應(yīng)2-6h，酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室 溫后備用。上述步驟中羧酸濃度為5% _30%，羧酸為馬來(lái)酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、檸檬 酸、蘋(píng)果酸；3)將步驟2得到的酯化產(chǎn)物溶液加入除砷吸附劑粉末或除氟吸附劑粉末中，充分 混勻，加入比例每IOg吸附劑粉末加入酯化產(chǎn)物溶液10-30ml，然后在0. 5-10MPa的壓力 下擠條、切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑為0. 8-2mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理 和干燥，后交聯(lián)化和干燥溫度為40-150°C，即得到本發(fā)明的除砷吸附劑或除氟吸附劑。本發(fā)明制備得到的除砷吸附劑或除氟吸附劑顆粒破碎強(qiáng)度大于30N，通過(guò)共價(jià)鍵 化學(xué)吸附、靜電吸附和離子交換吸附等作用發(fā)揮羥基的交換作用，吸附、固定氟化物；在中 性條件下(PH = 7)時(shí)，對(duì)水中氟的飽和吸附量可高達(dá)179mg/g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它吸附材料，包 括已報(bào)導(dǎo)的Ce-Fe吸附材料。實(shí)施例1在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為500的聚乙烯醇加入水中，加入量5% (質(zhì)量體 積比，m/v，即IOOml水中加入聚乙烯醇5g聚乙烯醇)，水浴緩慢升溫至80°C，使得聚乙烯醇 完全溶解，然后水浴降溫至40°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入乙二酸溶液，乙 二酸加入量控制在交聯(lián)度5%，水浴，控制水浴溫度在40°C，酯化反應(yīng)2h，反應(yīng)后的酯化產(chǎn) 物溶液冷卻至室溫。然后將該酯化產(chǎn)物溶液加入加入按照公開(kāi)文獻(xiàn)Iron oxide in thelaborotary (U. Schwertmannite & Cornell)制備的針鐵礦吸附劑粉末中，酯化產(chǎn)物溶 液和針鐵礦吸附劑粉末的加入量比例是13ml IOgo然后在0.5MPa的壓力下擠條、切段、 整形得到濕態(tài)顆粒，直徑為1mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交聯(lián)化 和干燥溫度為40°C，烘干時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除砷吸附劑制備方法，制得除砷 吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含砷的水，(水中As (V)平衡濃度為10mg/L時(shí)，pH = 5)時(shí)，對(duì) 砷的吸附量是16mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除砷吸附劑吸附16mg的砷)，破碎強(qiáng)度大 于30N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于5%。實(shí)施例2在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為1750的聚乙烯醇加入水中，加入量為10% (質(zhì) 量體積比，m/v，即100ml水中加入聚乙烯醇IOg聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使 得聚乙烯醇完全溶解，然后水浴降溫至60°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入馬來(lái) 酸溶液，馬來(lái)酸加入量控制在交聯(lián)度10 %，水浴，控制水浴溫度在60°C，酯化反應(yīng)2h，反應(yīng) 后的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。然后將該酯化產(chǎn)物溶液加入加入按照公開(kāi)文獻(xiàn)Iron oxide in thelaborotary (U. Schwertmannite & Cornell)制備的四方硫酸鹽纖鐵礦粉末中，酯化產(chǎn)物溶液和四方硫酸鹽纖鐵礦粉末的加入量比例是IOml 10g。然后在2MPa的壓力下擠條、 切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑為1mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交 聯(lián)化和干燥溫度為60°C，烘干時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除砷吸附劑制備方法，制得 除砷吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含砷的水(水中As (V)平衡濃度為10mg/L時(shí)，pH = 5)時(shí)，對(duì) 砷的吸附量是22mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除砷吸附劑吸附22mg的砷)，破碎強(qiáng)度大 于38N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于1 %。實(shí)施例3在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為2500的聚乙烯醇加入水中，加入量為15% (質(zhì) 量體積比，m/v，即IOOml水中加入聚乙烯醇15g聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使 得聚乙烯醇完全溶解，保持水浴溫度80°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入馬來(lái)酸 溶液，馬來(lái)酸加入量控制在交聯(lián)度10 %，水浴，控制水浴溫度在80°C，酯化反應(yīng)2h，反應(yīng)后 的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。然后將該酯化產(chǎn)物溶液加入加入按照公開(kāi)文獻(xiàn)Iron oxide in thelaborotary (U. Schwertmannite & Cornell)制備的四方硫酸鹽纖鐵礦粉末中，酯化產(chǎn) 物溶液和四方硫酸鹽纖鐵礦粉末的加入量比例是IOml 10g。然后在2MPa的壓力下擠條、 切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑為1mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交 聯(lián)化和干燥溫度為80°C，烘干時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除砷吸附劑制備方法，制得 除砷吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含砷的水(水中As (V)平衡濃度為10mg/L時(shí)，pH = 5)時(shí)，對(duì) 砷的吸附量是22mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除砷吸附劑吸附22mg的砷)，破碎強(qiáng)度大 于46N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于1 %。實(shí)施例4在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為2400的聚乙烯醇加入水中，加入量為15% (質(zhì) 量體積比，m/v，即100ml水中加入聚乙烯醇15g聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使 得聚乙烯醇完全溶解，然后水浴升溫至100°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入丙 二酸溶液，丙二酸加入量控制在交聯(lián)度20 %，水浴，控制水浴溫度在60°C，酯化反應(yīng)2h，反 應(yīng)后的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。然后將該酯化產(chǎn)物溶液加入加入按照公開(kāi)文獻(xiàn)Iron oxide in thelaborotary (U. Schwertmannite & Cornell)制備的水鐵礦粉末中，酯化產(chǎn)物溶液和水 鐵礦粉末的加入量比例是12ml IOgo然后在5MPa的壓力下擠條、切段、整形得到濕態(tài)顆 粒，直徑為1. 5mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交聯(lián)化和干燥溫度為 100°C，烘干時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除砷吸附劑制備方法，制得除砷吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含砷的水(水中As (V)平衡濃度為10mg/L時(shí)，pH = 5)時(shí)，對(duì) 砷的吸附量是20mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除砷吸附劑吸附22mg的砷)，破碎強(qiáng)度大 于37N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于3%。采用活性氧化鋁顆粒，用于處理含砷的水(水中As (V)平衡濃度為10mg/L時(shí)，pH =7)時(shí)，對(duì)砷的吸附量是3. 7mg/g(即每克該活性氧化鋁吸附劑吸附3. 7mg的砷)，破碎強(qiáng) 度為19N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失為9. 3%。
實(shí)施例5在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為2500的聚乙烯醇加入水中，加入量為30% (質(zhì) 量體積比，m/v，即IOOml水中加入聚乙烯醇30g聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使 得聚乙烯醇完全溶解，然后水浴降溫至60°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入檸檬 酸溶液，檸檬酸酸加入量控制在交聯(lián)度20 %，水浴，控制水浴溫度在60°C，酯化反應(yīng)2h，反 應(yīng)后的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。將0. 3M硫酸鋯溶解于IL水中，然后緩慢加入6M的氫氧化鈉，直至pH上升到7. 5， 靜止沉淀24h，對(duì)沉淀產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，65°C干燥，干燥后產(chǎn)物制得除氟用的羥基氧化鋯粉末。然后向該羥基氧化鋯粉體中加入酯化產(chǎn)物溶液，酯化產(chǎn)物溶液和羥基氧化鋯粉末 的加入量比例是12ml IOgo然后在5MPa的壓力下擠條、切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑 為1. 5mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交聯(lián)化和干燥溫度為60°C，烘 干時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除氟吸附劑制備方法，制得除氟吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含氟的水(水中氟離子平衡濃度為50mg/L時(shí)，pH = 7)時(shí)，對(duì) 氟的吸附量是17mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除氟吸附劑吸附17mg的氟)，破碎強(qiáng)度大 于42N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于1 %。實(shí)施例6在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為1700的聚乙烯醇加入水中，加入量為15% (質(zhì) 量體積比，m/v，即IOOml水中加入聚乙烯醇15g聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使 得聚乙烯醇完全溶解，然后水浴降溫升溫至100°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加 入蘋(píng)果酸溶液，蘋(píng)果酸加入量控制在交聯(lián)度20 %，水浴，控制水浴溫度在IOCTC，酯化反應(yīng) 2h，反應(yīng)后的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。將0. 3M硝酸鑭溶解于IL水中，然后緩慢加入6M的氫氧化鈉，直至pH上升到7. 5， 靜止沉淀24h，對(duì)沉淀產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，65°C干燥，干燥后產(chǎn)物制得除氟用的羥基氧化鑭粉體。然后向該羥基氧化鑭粉末中加入酯化產(chǎn)物溶液，酯化產(chǎn)物溶液和羥基氧化鑭粉末 的加入量比例是12ml 10g。然后在5MPa的壓力下擠條、切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑為 1. 5mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交聯(lián)化和干燥溫度為100°C，烘干 時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除氟吸附劑制備方法，制得除氟吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含氟的水(水中氟離子平衡濃度為50mg/L時(shí)，pH = 7)時(shí)，對(duì) 氟的吸附量是15mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除氟吸附劑吸附15mg的氟)，破碎強(qiáng)度大 于39N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于2%。實(shí)施例7在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為2400的聚乙烯醇加入水中，加入量為20% (質(zhì) 量體積比，m/v，即IOOml水中加入聚乙烯醇20g聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使 得聚乙烯醇完全溶解，然后水浴降溫至60°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入丁二 酸溶液，丁二酸酸加入量控制在交聯(lián)度20 %，水浴，控制水浴溫度在60°C，酯化反應(yīng)6h，反 應(yīng)后的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。將0. 3M硫酸高鈰溶解于IL水中，然后緩慢加入6M的氫氧化鈉，直至pH上升到 7. 5，靜止沉淀24h，對(duì)沉淀產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，65°C干燥，干燥后產(chǎn)物制得除氟用的羥基氧化鈰 粉末。
然后向該羥基氧化鈰粉末中加入酯化產(chǎn)物溶液，酯化產(chǎn)物溶液和羥基氧化鈰粉末 的加入量比例是12ml IOgo然后在5MPa的壓力下擠條、切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑 為1. 5mm，然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交聯(lián)化和干燥溫度為60°C，烘 干時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除氟吸附劑制備方法，制得除氟吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含氟的水(水中氟離子平衡濃度為50mg/L時(shí)，pH = 7)時(shí)，對(duì) 氟的吸附量是24mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除氟吸附劑吸附24mg的氟)，破碎強(qiáng)度大 于46N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于1 %。實(shí)施例8在常溫下，攪拌的同時(shí)將聚合度為500的聚乙烯醇加入水中，加入量為5% (質(zhì)量 體積比，m/v，即IOOml水中加入聚乙烯醇5g聚乙烯醇)，水浴，然后緩慢升溫至80°C，使得 聚乙烯醇完全溶解，然后水浴降溫至40°C。水浴攪拌的同時(shí)，向聚乙烯醇溶液中加入馬來(lái)酸 酸溶液，馬來(lái)酸加入量控制在交聯(lián)度10 %，水浴，控制水浴溫度在40°C，酯化反應(yīng)4h，反應(yīng) 后的酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫。將0.3M硫酸高鈰溶解于IL水中，然后緩慢加入6M的氫氧化鈉，直至pH上升到 7. 5，靜止沉淀24h，對(duì)沉淀產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，65°C干燥，干燥后產(chǎn)物制得除氟用的羥基氧化鈰 粉末。然后向該羥基氧化鈰粉末中加入酯化產(chǎn)物溶液，酯化產(chǎn)物溶液和羥基氧化鈰粉末 的加入量比例是12ml 10g。然后在5MPa的壓力下擠條、切段、整形得到濕態(tài)顆粒，直徑為 1. 5mm,然后將其置于烘箱中進(jìn)行后交聯(lián)化處理和干燥，后交聯(lián)化和干燥溫度為40 V，烘干 時(shí)間4h。即完成了本發(fā)明所述的除氟吸附劑制備方法，制得除氟吸附劑顆粒。制得顆粒用于處理含氟的水(水中氟離子平衡濃度為50mg/L時(shí)，pH = 7)時(shí)，對(duì) 氟的吸附量是21mg/g(即每克該復(fù)合金屬氧化物除氟吸附劑吸附21mg的氟)，破碎強(qiáng)度大 于30N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失小于4%。采用活性氧化鋁顆粒，用于處理含氟的水(水中氟離子平衡濃度為50mg/L時(shí)，pH =7)時(shí)，對(duì)氟的吸附量是6. 3mg/g(即每克該活性氧化鋁吸附劑吸附6. 3mg的氟)，破碎強(qiáng) 度為19N，24h搖瓶測(cè)試質(zhì)量損失為9. 3%。
權(quán)利要求
一種用于除砷或除氟吸附劑成型的制備方法，包括如下步驟a)常溫，攪拌下將聚乙烯醇加入水中，水浴攪拌，升溫至60 80℃，使聚乙烯醇完全溶解后冷卻至室溫；b)攪拌下向步驟a中的聚乙烯醇溶液中加入羧酸溶液，羧酸加入量按交聯(lián)度控制在5 40％；40 100℃酯化反應(yīng)2 6小時(shí)，酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫后備用；c)將步驟b得到的酯化產(chǎn)物溶液加入吸附劑針鐵礦、四方硫酸鹽纖鐵礦或水鐵礦粉末中混勻，擠壓成形得到濕態(tài)顆粒，40 100℃下進(jìn)行后交聯(lián)處理并干燥2 6小時(shí)，即得到除砷吸附劑；或d)將步驟b得到的酯化產(chǎn)物溶液加入羥基氧化物粉末中混勻，擠壓成形得到濕態(tài)顆粒，40 100℃下進(jìn)行后交聯(lián)處理并干燥2 6小時(shí)，即得到除氟吸附劑。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟a中的聚乙烯醇聚合度為500-2500。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，步驟a中的聚乙烯醇加入的質(zhì)量體積比為 5% -30%。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟b中的羧酸為馬來(lái)酸、乙二酸、丙二酸、丁 二酸、檸檬酸或蘋(píng)果酸。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟c和步驟d中的擠壓成型的壓力為 0.5-IOMPaο
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟c和步驟d中的后交聯(lián)化處理和干燥是在 烘箱中進(jìn)行。
全文摘要
一種用于除砷或除氟吸附劑成型的制備方法，其步驟為a)常溫，攪拌下將聚乙烯醇加入水中，攪拌升溫，使聚乙烯醇完全溶解后冷卻至室溫；b)攪拌下向聚乙烯醇溶液中加入羧酸溶液，酯化反應(yīng)，酯化產(chǎn)物溶液冷卻至室溫后備用；c)將酯化產(chǎn)物溶液加入吸附劑針鐵礦、四方硫酸鹽纖鐵礦或水鐵礦粉末中混勻，擠壓成形得到濕態(tài)顆粒，后交聯(lián)處理并干燥，得到除砷吸附劑；或?qū)Ⅴセa(chǎn)物溶液加入羥基氧化物粉末中混勻，擠壓成形得到濕態(tài)顆粒后交聯(lián)處理并干燥，得到除氟吸附劑。本發(fā)明制得吸附劑顆粒具有高強(qiáng)度、有韌性，成型過(guò)程吸附容量損失小、不溶漲等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/28GK101992057SQ20091009139
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者楊碩, 梁文艷, 王毅力, 豆小敏 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)