[发明专利]一种纳米复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种纳米复合材料及其制备方法和用途。所述纳米复合材料包括固体酸载体和负载在所述固体酸载体上的螯合剂。所述制备方法包括：(1)配制固体酸载体悬浮液；(2)将所述固体酸载体悬浮液与螯合剂混合，得到混合悬浮液；(3)对所述混合悬浮液进行固液分离，得到所述纳米复合材料。本发明提供的纳米复合材料通过氢键作用牢牢将螯合剂固定在载体表面，实现单体材料间强有力的结合，拓宽了材料的应用领域，污水软化性能优异。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种纳米复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

当水中含有较多可溶性钙镁离子时，水质会偏硬，这种水也称为硬水。硬水的使用容易导致水垢的产生，对设备而言，水垢容易导致管道堵塞，造成设备故障，另外，水垢的导热性比钢小30-40倍，也会严重影响传热效果，增大能耗，甚至由其引起的界面局部过热会导致设备爆炸等严重后果。日常生活中，硬水的使用会使洗涤剂的去污效果变差，使烹饪的食物口感变差等，对生活起居造成不便。因此很有必要对硬水进行软化。

现在针对硬水软化的技术方法主要有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、电磁法、添加阻垢剂法、吸附法，其中，化学沉淀法处理后的水中仍含有较高的钙镁离子；离子交换法所使用的人工合成树脂合成工艺较为繁琐，且生产过程中会产生大量有机废液，带来次生污染；膜分离法投资及运行成本均很高，且膜易污染报废；电磁法软化效果不稳定；添加阻垢剂法因药剂溶于水，限制了其应用范围。而吸附法可通过物理、化学性吸附彻底去除水中杂质，吸附法工艺简单、净化率高，但目前大多数报道中，活性炭、沸石等常用吸附剂对钙镁离子吸附性能不佳，对硬水的软化效果较差。

氨三乙酸三钠盐为一种有机多元羧酸盐螯合剂，其具有分子小，螯合能力强、生物降解能力强等特点，被广泛应用于催化、阻垢、电镀等工业领域。然而由于其水溶性大，常用于工业阻垢，而无法直接适用于生活饮用水等的阻垢，这局限了氨三乙酸三钠盐的推广使用。

CN102633665A公开了一种羟烷基酰胺型硬水软化剂的制备方法，涉及有机化学合成技术领域，尤指一种水基金属加工液用羟烷基酰胺型硬水软化剂的制备方法，利用羟烷基胺含有的氨基与短分子链有机多元羧酸的羧基反应活性大于其羟基的特性，在温度较高的条件下减压反应，及时蒸去反应生成的水分，逆反应很少，所以羟烷基胺与短分子链有机多元羧酸的羧基反应主要生成酰胺，通过部分缩合反应，合成了一种具有螯合功能和水溶乳化功能于一体的水基金属加工液用羟烷基酰胺型硬水软化剂。但是该方法制备繁琐，并且硬水软化效果有待提高。

CN107720986A公开了一种碱性硬水软化剂，其特征在于，包含以下质量百分比的原料组成：15-30％乙二胺四乙酸钠、5％-20％苯并异噻唑啉酮、0.5％-8％膦酰基丁烷三羧酸和适量的纯水。但是该方法成分复杂，配制困难，并且硬水软化效果有待提高。

CN107416987A公开了硬水软化剂及其制备方法和应用，属于自来水处理领域，具体涉及一种硬水软化剂及其制备方法和应用。所述的硬水软化剂包括下述重量百分比组份：硅藻土15-25％；碳酸钠1-5％；氢氧化钠1-2％；活性炭10-20％；去离子水余量。但是该方法成分复杂，配制困难，并且硬水软化效果有待提高。

CN104909473A公开了一种硬水软化剂，由以下质量百分比的原料配方组分组成:10-15份碳酸钠、10-15份双氧水、15-20份绿矾、5-8份石蜡、8-10份丙二醇、10-12份聚氯乙烯、12-15份聚丙烯酰胺、15-20份聚合硫酸铝、150-200份纯净水。但是该方法成分复杂，配制困难，并且硬水软化效果有待提高。

CN109721171A公开了一种硬水软化剂，由以下质量百分比的原料配方组分组成:8-10份氢氧化镁、8-10份氯化钾、12-15份蓝帆、3-5份松香、6-8份丁二醇、8-10份聚对苯二甲酸乙二醇酯、10-12份乙酸钠、10-15份羧甲基纤维素、120-150份去离子水。但是该方法成分复杂，配制困难，并且硬水软化效果有待提高。

发明内容