專利名稱：基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物，屬于水體化 學(xué)凈化處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的對原水化學(xué)氧化處理劑中主要有氯類和氧類。氯類包括液氯、 漂白粉和二氧化氯等，氯化處理后易生成對人體有害的消毒副產(chǎn)物如三鹵甲烷 (T麗3); 二氧化氯能引起溶血性貧血和變性血紅蛋白癥。氧類主要有臭氧、過 氧化氫和過氧乙酸等。臭氧的氧化成本較高且缺乏持續(xù)性作用，過氧化氫和過 氧乙酸不穩(wěn)定，易于分解，難于運輸和保存。因此，尋找既能有效降解水中的 有機污染物又能對環(huán)境友好的高級氧化技術(shù)，是目前國內(nèi)外飲用水處理技術(shù)發(fā) 展的重要方向。在常規(guī)的飲用水處理過程中，絮凝是重要的工藝流程之一，其 處理效果的好壞直接影響至后續(xù)處理流程乃至出水的水質(zhì)。傳統(tǒng)的飲用水處理 絮凝工藝主要利用無機鹽如鋁鹽和鐵鹽等通過壓縮雙電層，吸附架橋，巻掃網(wǎng) 捕等作用來完成對水中懸浮物及膠體類非溶解性物質(zhì)的脫穩(wěn)凝聚，以便雜質(zhì)在 后續(xù)工藝中去除。但是對溶解性雜質(zhì)如有機污染物，傳統(tǒng)的絮凝處理的效果并 不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對水中難降解有機污染物處理困難的問 題。研發(fā)一種新的高效、綠色的水體化學(xué)凈化處理用組合物，應(yīng)用該組合物進 行水體凈化處理時，應(yīng)當(dāng)既能夠清除掉有機污染物，組合物自身又能夠分解為 無害物質(zhì)。
本發(fā)明通過如下方案解決所述技術(shù)問題，該方案提供一種基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物，該組合物中各成分的重量百分含量如下 過碳酸鈉50% 80% ;
納米AIOOH粉20% 50% 。
該組合物既可以是兩個相關(guān)組份簡單機械混合形成的組合物；該組合物也 可以是經(jīng)由復(fù)雜化學(xué)途徑制備而成的組合物；組合物各成分含量范圍的上限值 及下限值及中間值都是允許的適當(dāng)?shù)暮恐怠?br> 該組合物中也可以允許有小量的穩(wěn)定劑存在，所述穩(wěn)定劑例如小量的可溶 性鎂鹽或硅酸鈉或此兩者的組合。所述穩(wěn)定劑不是必需的。
其中的過碳酸鈉成分的形態(tài)不限，所述過碳酸鈉的形態(tài)可以允許是任意的 形態(tài)，例如塊狀、條狀、球狀以及各種粒徑的顆粒狀；過碳酸鈉的優(yōu)選形態(tài)呈 粉態(tài)，所述粉態(tài)過碳酸鈉的粒徑優(yōu)選值介于1微米 500微米之間。粉態(tài)過碳 酸鈉應(yīng)用更為方便。
組合物中的納米AIOOH粉其粒徑可以允許是納米技術(shù)意義上的任何形態(tài)
的顆粒物，所述納米AIOOH粉的粒徑其優(yōu)選值介于10納米 600納米之間； 所述納米AIOOH粉可以以任意方式與所述過碳酸鈉混合在一起，其混合后的形 態(tài)沒有限制，但是，所述納米AIOOH粉與所述過碳酸鈉混合后的優(yōu)選形態(tài)是: 納米AIOOH粉裹覆于過碳酸鈉粉體顆粒的表面上。
鑒于過碳酸鈉具備了促進有機污染物降解的氧化性和水解時呈堿性等兩個 相關(guān)條件，過碳酸鈉作為固體過氧化物具有在通常狀況下穩(wěn)定、抗沖擊等特點， 是一種安全、廉價、溫和、多用途和對環(huán)境無害的氧化劑，在有機官能團氧化 反應(yīng)中也得到愈來愈多的重視。過碳酸鈉的水溶液顯堿性，在水中能自發(fā)地釋 放出仏02，并以親核的過氧陰離子形式(H(V)存在。所以，過碳酸鈉的水溶液 的化學(xué)性質(zhì)與&02的堿性水溶液相似，而且由于包括過碳酸根陰離子而具有更 高的氧化反應(yīng)和親核水解反應(yīng)的活性。應(yīng)用溶膠-凝膠法制備成復(fù)合型納米 A100H表面包覆過碳酸鈉凈水劑。 一方面納米A100H膜作為外穩(wěn)定劑保護著固體過碳酸鈉中活性氧；另一方面，過碳酸鈉在水溶液中的堿性作用能促進鋁鹽進 一步水解，強化了其絮凝效果。并且，使用納米A100H膜包覆過碳酸鈉通過表 面的物理化學(xué)的效應(yīng)，大大地增強它對微量有機污染物的吸附能力。同時，過 碳酸鈉的氧化性能幫助降解這些有機污染物，可以表現(xiàn)出較好的協(xié)同效應(yīng)。由 于過碳酸鈉產(chǎn)生的過氧陰離子(H(V)可以氧化硫代有機磷農(nóng)藥中的官能團P二S 到P^，并且可以進一步氧化磷酸酯和C^等官能團；其水溶液具有堿性，產(chǎn) 生的親核試劑H(V更有利于水解反應(yīng)。所以，過碳酸鈉具備了促進有機污染物 降解的氧化和堿性水解的兩個相關(guān)條件。而且，過碳酸鈉可以氧化降解二酮化 合物成羧酸，故可能將苯酚類化合物氧化成醌，再進一步降解成羧酸。因此， 納米A100H膜包覆過碳酸鈉微粒具備對有機污染物和苯酚類化合物吸附和降解 作用能力。
本發(fā)明的優(yōu)點是，該組合物在應(yīng)用中，既能夠處理掉有機污染物，自身又 能分解為無害物質(zhì)。該組合物解決了單純依靠傳統(tǒng)的生物和化學(xué)氧化處理方法 在我國當(dāng)前的情況下難以從根本上消除水中難降解有機污染物等問題。
本案組合物可以經(jīng)由多種途徑生產(chǎn)、制取，所述途徑例如 途徑一在水溶液或循環(huán)母液中加入無水碳酸鈉，經(jīng)乳化水合反應(yīng)制得水 合碳酸鈉懸浮液；水合碳酸鈉懸浮液和過氧化氫水溶液以一定的投加速度導(dǎo)入 反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)制得過碳酸鈉結(jié)晶產(chǎn)物；結(jié)晶物固液分離，濾液循環(huán)使用， 結(jié)晶物經(jīng)后處理成含少量水份的過碳酸鈉固體；于過碳酸鈉固體中加入異丙醇 鋁、乙醇以及少量去離子水在加熱的條件下進行水解得到較為穩(wěn)定的A100H溶 膠并進行加熱老化以進一步穩(wěn)定；最后得到納米A100H表面包覆過碳酸鈉顆粒。 途徑二將異丙醇鋁、乙醇以及少量去離子水在加熱的條件下進行水解得 到較為穩(wěn)定的A100H溶膠，然后將方案一中得到的過碳酸鈉固體以及可溶性鎂 鹽和硅酸鈉等穩(wěn)定劑加入其中，并進行加熱老化以進一步穩(wěn)定；最后得到納米 A100H表面包覆過碳酸鈉顆粒。
具體實施例方式
過碳酸鈉是碳酸鈉和過氧化氫利用氫鍵所形成的一種不穩(wěn)定的復(fù)合物。由
于過碳酸鈉在高溫下容易分解，所以反應(yīng)必須在低溫下進行。 一般在溶液中存 在以下一些反應(yīng)
主反應(yīng):2Na2C03+3H20f2Na2C03'3H202
副反應(yīng):2Na2C(V3H20尸2Na2C03+3H202 2H202=H20+02 所用原料異丙醇鋁分子量為204.24，對應(yīng)的納米AIOOH粉的化學(xué)式量是
59.98，其中，AIOOH俗稱為堿式氧化鋁、水化氧化鋁。
現(xiàn)在結(jié)合若干具體例子介紹所述組合物的生產(chǎn)、制取途徑
實施例1:將配制好的飽和碳酸鈉溶液加入反應(yīng)器，然后加入有機溶劑異
丙醇或乙醇，并加入小量可溶性鎂鹽和硅酸鈉穩(wěn)定劑，再加入過氧化氫，在0
5t:條件下進行反應(yīng)，生成的過碳酸鈉經(jīng)離心分離、干燥得成品，備用，備用量
100克。
取制備好的過碳酸鈉固體80.00克，在其中加入異丙醇鋁68.02克、250毫 升乙醇以及少量去離子水，在加熱的條件下進行水解得到較為穩(wěn)定的AIOOH溶 膠，并加熱老化以進一步穩(wěn)定，粉碎后，得到基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處 理用組合物。配劑中的68.02克異丙醇鋁對應(yīng)AIOOH量為20.00克。
實施例2:取制備好的飽和碳酸鈉溶液加入反應(yīng)器，然后加入有機溶劑異 丙醇或乙醇，并加入小量可溶性鎂鹽和硅酸鈉穩(wěn)定劑，再加入過氧化氫，在0 5"條件下進行反應(yīng)，生成的過碳酸鈉經(jīng)離心分離、干燥得成品，備用，備用量 100.00克。
取制備好的過碳酸鈉固體50.00克，在其入加入異丙醇鋁170.26克、500 毫升乙醇以及少量去離子水，在加熱的條件下進行水解得到較為穩(wěn)定的AIOOH 溶膠，并加熱老化以進一步穩(wěn)定，粉碎后，得到基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化 處理用組合物。配劑中的170.26克異丙醇鋁對應(yīng)AIOOH量為50.00克。實施例3:取制備好的飽和碳酸鈉溶液加入反應(yīng)器，然后加入有機溶劑異 丙醇或乙醇，并加入小量可溶性鎂鹽和硅酸鈉穩(wěn)定劑，再加入過氧化氫，在0 5'C條件下進行反應(yīng)，生成的過碳酸鈉經(jīng)離心分離、干燥得成品，備用，備用量
100.00克。
取制取好的過碳酸鈉固體65.00克，在其入加入異丙醇鋁119.18克、350 毫升乙醇以及少量去離子水，在加熱的條件下進行水解得到較為穩(wěn)定的AIOOH 溶膠，并加熱老化以進一步穩(wěn)定，粉碎后，得到基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化 處理用組合物。配劑中的119.18克異丙醇鋁對應(yīng)AIOOH量為35.00克。
本案組合物的制取途徑不限于上述各例。
權(quán)利要求
1.基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物，該組合物中各成分的重量百分含量如下過碳酸鈉50％～80％；納米AIOOH粉20％～50％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物，其特 征在于，過碳酸鈉呈粉態(tài)，所述粉態(tài)過碳酸鈉的粒徑介于1微米 500微米之 間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物，其特 征在于，納米AIOOH粉的粒徑介于10納米 600納米之間，以及，納米AIOOH粉裹覆于過碳酸鈉粉體顆粒的表面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于納米技術(shù)的水體化學(xué)凈化處理用組合物，屬于水體化學(xué)凈化處理領(lǐng)域。針對水中難降解有機污染物處理困難問題，本發(fā)明旨在研發(fā)一種高效綠色的水體化學(xué)凈化用組合物。本案組合物其各成分重量百分含量如下過碳酸鈉50％～80％；納米AlOOH粉20％～50％。其中，過碳酸鈉優(yōu)選形態(tài)呈粉態(tài)，該粉態(tài)過碳酸鈉的粒徑優(yōu)選值介于1微米～500微米之間。納米AlOOH粉的粒徑優(yōu)選值介于10納米～600納米之間，并且，組合物成品內(nèi)各顆粒的優(yōu)選形態(tài)是納米AlOOH粉裹覆于過碳酸鈉粉體顆粒的表面上。納米AlOOH粉作為外穩(wěn)定劑保護著固體過碳酸鈉中的活性氧，同時，過碳酸鈉在水溶液中的堿性作用能促進鋁鹽進一步水解，強化了其絮凝效果。
文檔編號C02F1/52GK101555061SQ200910137418
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者巫遠(yuǎn)招, 寧 干, 李天華, 李榕生, 欣 楊, 峰 王, 王魯雁 申請人:寧波大學(xué)