[发明专利]用于水处理的核壳结构复合滤料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水净化处理的滤料，具体涉及一种用于水处理的核壳结构复合滤料及其制备方法。

背景技术

改革开放三十多年来，我国经济发展迅速，但环境污染日益严重，尤其是饮用水污染尤为突出。据世界卫生组织（WHO）调查表明，由于饮用水不良水质导致的消化疾病、传染病、各种皮肤病、糖尿病、癌症、结石病、心血管病等多达50多种，全世界80%的疾病和50%的儿童死亡都与饮用水水质不良有关。为保证全国人民饮用水安全，我国政府在2007年发布并实施强制性国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）。

一般来说，饮用水中可能存在的杂质和污染物主要包括一些悬浮物、胶体物质和溶解性物质，其中以细菌、病毒、余氯以及砷、铅、镉、铬等重金属离子对人体健康的危害最大。因此，水处理过程中，去除上述各类有害物质是关键。目前，被广泛采用的净水材料主要有活性炭为代表的多孔材料、分子筛类材料和KDF类材料等。

活性炭类多孔材料一般具有发达的孔隙结构、比表面积大、活性高，这类材料一般都具有很强的吸附作用，其滤水原理主要是物理吸附，在滤水领域内有非常广泛的应用。能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂，有很强的脱色、除臭去异味作用。但是，在活性炭表面吸附的有机物容易滋生细菌，导致出水中细菌超标，而且对重金属离子的吸附效果一般。

分子筛是指具有网状结构的天然或人工合成的化学物质。如交联葡聚糖、沸石等，当作为层析介质时，可按分子大小对混合物进行分级分离。此类材料也具有比较丰富的微孔，具有一定的物理吸附能力，同时还具有离子交换的能力，能有效去除水中的大部分金属离子。这类材料最大的优点是可再生利用，但是，也容易滋生细菌，导致出水中细菌超标，而且其吸附能力较差。

KDF材料是一种高纯度的铜锌合金材料，通过电化学氧化-还原（电子转移）反应有效地减少或除去水中的氯和重金属，并抑制水中微生物的生长繁殖，同时还可有效减少矿物结垢，是目前较为理想的水处理方法之一。但KDF材料在滤水时与水的接触面较小，不适合高流速下应用，同时由于其所用材料为高纯铜和锌，成本非常高，极大地限制了推广使用。

目前，关于水处理用净水材料的专利文献也有不少。例如：1、申请号为02136614.4、发明名称为“一种用于水处理的高强陶质颗粒滤料及其制造方法”的发明专利，该发明专利公开了一种以高岭土、麦饭石、膨润石、页岩等任意一种或两种以上材料混合，辅以外加剂烧制而成的陶质颗粒滤料。该发明主要是利用高岭土、麦饭石等材料的吸附作用达到净水目的，其不足之处在于该滤料表层吸附有机物之后容易滋生细菌，导致出水中细菌超标，而且该滤料对重金属离子的去除效果并不明显。2、申请号为200310110076.1、200310110078.0和200310110077.6三项发明专利分别公开了一种以高分子材料为填充剂、纳米滤料为过滤体，制成层状圆形、卷曲筒状和片状的净水材料，用于去除水中的重金属、有机物、病毒和细菌等，这种净水材料功能多，净水效果比较好，但由于大量使用高分子材料作为填充剂，在水中长期使用稳定性下差，会影响其净水效果。3、申请号为200610034167.5、发明名称为“多元金属簇净水材料及其制备方法和应用”的发明专利，该发明专利公开了一种由多孔氧化硅、活性白土、多孔氧化铝、分子筛、活性炭、硅藻土中的任一种或多种，结合银、铜、锌、稀土中的两种或两种以上的金属制成的多元金属簇净水材料，吸附能力强，净水能力全面，是一种优良的净水材料，其不足之处在于成本较高，且粒径大小、孔径大小无法自由调节，应用范围较小。

发明内容

本发明的目的是克服目前现有净水材料存在的不足之处，提供一种用于水处理的核壳结构复合滤料及其制备方法。通过本发明技术方案制备的核壳结构复合滤料用于水处理，兼具物理吸附和电化学氧化-还原特性，能有效去除水中游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂，并能有效去除重金属离子，抑制水中微生物的生长繁殖。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种用于水处理的核壳结构复合滤料，所述核壳结构复合滤料包括内核和外壳，内核为由粘土、活性炭、氢氧化钙和液体石蜡制成的多孔状颗粒物料，外壳为铜锌合金层。

根据上述的用于水处理的核壳结构复合滤料，所述铜锌合金层的厚度为纳米级，其铜锌合金层的厚度为1～10nm。

一种用于水处理的核壳结构复合滤料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：