本发明属于环境污染净化材料领域,具体涉及一种自清洁水处理填料的制备方法。
背景技术:
1、有机污染物大量存在于工业和民用废水中,有机污染物的种类繁多并且对自然环境和人类健康构成巨大的危害,被此类污染物污染的废水必须经过深度处理,才能排放到自然水体中。
2、在生化处理有机污染物的过程中要用到填料,填料可以对废水中的污染物起到截留作用,并且利用填料上附着的微生物对截留的有机污染物进行分解净化。由于一些有机污染物具有很高的毒性,直接影响生化处理效率,需要采用其它方法进行处理。
3、光催化氧化技术被广泛用于环境中有机污染物的治理,光催化氧化作用可以降解多种有机污染物,这一方法能够替代生化处理过程中微生物的作用。制备具有光催化净化活性的水处理填料是急需解决的技术难题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题,本发明旨在提供一种自清洁水处理填料的制备方法,可用于水中有机污染物的净化处理。
2、一种自清洁水处理填料的制备方法,包括下述工艺步骤:
3、步骤1:不锈钢鲍尔环的酸洗
4、(1)将不锈钢鲍尔环浸入0.2mol/l盐酸溶液中50min,去除不锈钢鲍尔环上的杂质;
5、(2)将经过上述处理的不锈钢鲍尔环用纯水清洗,在80℃干燥2h,得到酸洗不锈钢鲍尔环;
6、步骤2:电极反应生成铁酸锌膜
7、(1)在烧杯中加入320~360ml纯水、20~23ml乙酸、10~12g乙二胺四乙酸二钠、15~17g氯化锌,搅拌形成溶液a;
8、(2)将12v电源的阳极连接不锈钢鲍尔环,阴极连接钛板,将两个电极浸入溶液a中,控制两电极间电流1.8a,通电反应15min;
9、(3)将上述经过电极反应的不锈钢鲍尔环用纯水清洗,在80℃干燥2h,再在260~280℃煅烧1h,得到铁酸锌膜包覆不锈钢鲍尔环;
10、步骤3:溶胶-凝胶法涂覆氧化铝膜
11、(1)在120~130ml乙醇中加入4.5~5.3g乳化剂op-10、7.2~8.3g异丙醇铝、2.7~3.1g十二烷基三甲基溴化铵,搅拌形成溶液b;
12、(2)在18~21ml纯水中加入1.1~1.2ml浓盐酸,搅拌形成溶液c;
13、(3)将溶液c加入溶液b,搅拌均匀形成溶液d,将铁酸锌膜包覆不锈钢鲍尔环浸入溶液d,浸泡5min后取出,静置20min;
14、(4)将上述处理后的鲍尔环在90℃干燥8h,再在335~360℃煅烧3h,得到铁酸锌-氧化铝复合涂层的鲍尔环,即为自清洁水处理填料。
15、所述不锈钢鲍尔环采用金属薄板冲制而成,在环壁上开出了两排带有内伸舌叶的窗孔,规格为25mm×25mm×0.6mm,所述不锈钢鲍尔环的比表面积219m2/m3,空隙率0.93m3/m3。
16、一种自清洁水处理填料,采用上述方法制备,所述自清洁水处理填料比表面积252~263m2/m3,空隙率0.85~0.88m3/m3。
17、所述自清洁水处理填料中铁酸锌-氧化铝复合涂层的质量百分含量合计为3.0%~3.3%,其中铁酸锌占1.5%~1.7%、氧化铝占1.5%~1.6%。
18、所述各种化学原料都为纯料。
19、与现有技术相比,本发明的优点在于:
20、(1)本发明通过对原料和制备工艺的科学设计和优化,在不锈钢鲍尔环上制备出铁酸锌-氧化铝复合涂层,该涂层中铁酸锌-氧化铝的相对质量百分含量经过科学优化,以使自清洁水处理填料具有理想的净化有机污染物的活性。
21、(2)所述铁酸锌-氧化铝复合涂层与不锈钢鲍尔环的结合力强,涂层致密且分布均匀,具有较强的机械强度,并具有理想的耐腐蚀性。
22、(3)所述自清洁水处理填料在光照下能够快速降解有机污染物,具有持续处理水中有机污染物的能力,可广泛用于水中多种有机污染物的处理过程。
1.一种自清洁水处理填料的制备方法,其特征在于,包括下述工艺步骤:
2.根据权利要求1所述的一种自清洁水处理填料的制备方法,其特征在于,所述不锈钢鲍尔环采用金属薄板冲制而成,在环壁上开出了两排带有内伸舌叶的窗孔,规格为25mm×25mm×0.6mm,所述不锈钢鲍尔环的比表面积219m2/m3,空隙率0.93m3/m3。
3.一种自清洁水处理填料,采用权利要求1或2所述的方法制备,其特征在于,所述自清洁水处理填料比表面积252~263m2/m3,空隙率0.85~0.88m3/m3。
4.根据权利要求3所述的一种自清洁水处理填料,其特征在于,所述自清洁水处理填料中铁酸锌-氧化铝复合涂层的质量百分含量合计为3.0%~3.3%,其中铁酸锌占1.5%~1.7%、氧化铝占1.5%~1.6%。
