申请日2018.01.15
公开(公告)日2018.07.24
IPC分类号B01J20/26; B01J20/28; C02F1/28; B01J20/30; C02F103/20
摘要
本发明属于海水养殖污水处理领域，具体涉及一种养殖污水处理的无机复合材料及其制备方法。本发明利用天然无机材料，通过聚乙烯醇与三乙烯四胺接枝共聚，再经过挤出制得;原料主要组分包括：无机粉体、聚乙烯醇、交联剂、表面处理剂、三乙烯四胺、相容剂、间苯二酚、乙二胺、天然纤维。本发明利用接枝共聚的特性，使聚乙烯醇与三乙烯四胺接枝共聚，可有效对养殖污水中杂质有着高吸附作用;该无机复合材料，结构稳固，能长期有效的处理养殖废水;制备过程中所使用的天然无机材料工艺简单，成本低，具有广阔市场应用前景。
权利要求书
1.一种养殖污水处理的无机复合材料，其特征在于，利用天然无机材料，通过聚乙烯醇与三乙烯四胺接枝共聚，再经过挤出制得;原料各组分按质量份数计：无机粉体30～60份、聚乙烯醇10～30份、交联剂0.5～5份、表面处理剂0.1～0.2份、三乙烯四胺60～80份、相容剂0.01～0.2份、间苯二酚1～10份、乙二胺0.4～1份、天然纤维10～20份。
2.权利要求1所述的一种养殖污水处理的无机复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以质量份数计，将30～60份无机粉体破碎至粒径≤1μm，再置于高速混合机中，加入0.1～0.2份表面处理剂，控制温度在90～100℃，转速为1000～1400r/min，搅拌15～20min，冷却至室温，得到产物A;
(2)将10～30份聚乙烯醇，在90～120℃水浴中搅拌5～10min使其完全溶解;加入0.5～5份交联剂，在搅拌过程中缓慢加入60～80份三乙烯四胺，进行链引发聚合反应，控制聚合温度60～80℃，聚合时间2～4h，得到聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物;
(3)将步骤(2)所得的聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物与步骤(1)得到的产物A以及0.01～0.2份相容剂、1～10份间苯二酚、0.4～1份乙二胺、10～20份天然纤维加入到反应釜中，在温度30～60℃、pH值6～7搅拌条件下反应2～3h，得到复合凝胶;
(4)将步骤(3)所得到的复合凝胶经过挤出机，通过熔融、混炼、切粒，得到一种养殖污水处理的无机复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的无机粉体为沸石、蒙脱土、蛭石、膨润土、叶蜡石、明矾石、水滑石、海泡石、蛇纹石一种或多种混合。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物中的一种或多种混合。
5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述的表面处理剂为硬脂酸盐、磷酸乙二胺、磷酸丙二胺中的一种或多种混合。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的表面处理剂为硬脂酸盐、磷酸乙二胺、磷酸丙二胺中的一种或多种混合。
7.根据权利要求2、3或6所述的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为硝酸铈铵、丁二酸酐中的一种或二者混合。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为硝酸铈铵、丁二酸酐中的一种或二者混合。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为硝酸铈铵、丁二酸酐中的一种或二者混合。
说明书
一种养殖污水处理的无机复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于海水养殖污水处理领域，具体涉及一种养殖污水处理的无机复合材料及其制备方法。
背景技术
我国是海洋生物养殖大国。随着中国海水养殖业的迅猛发展，沿海育苗场及养殖场废水排放量与日俱增，近海水域环境严重恶化，从而导致了近岸海域生态系统失衡、赤潮频发、病害滋生。海水养殖废水中可能包括来源于粪便和饲料的颗粒态固体废物、溶解态代谢废物、溶解态营养盐、抗微生物制剂和药物残留等，因而当其大量被排放后，可导致养殖水及邻近水域富营养化或水质恶化。养殖废水未经处理排入近海海域，将污染附近的海域，使得生态环境承受不断增加的压力。
解决海水养殖带来的污染问题刻不容缓。由于海水养殖的大规模和大尺度特点，至今仍然缺少理想的技术方法。目前清除养殖污水中有机质的方法主要为：(1)物理法：主要包括沉淀、砂率等;(2)化学法：加入化学试剂，使有害物质絮凝等;(3)生物法：利用微生物分解有害物质。
利用天然无机复合材料可以有效解决海水养殖污染水排放问题。该符合材料是一种利用天然无机粉体等复合无机材料，是通过聚乙烯醇与三乙烯四胺接枝共聚，再经过挤出、热压得到一种海水养殖污水处理复合材料。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种养殖污水处理的无机复合材料及其制备方法，解决了海水养殖废水处理的技术难题。
本发明的采用的技术方案是：
一种养殖污水处理的无机复合材料，利用天然无机材料，通过聚乙烯醇与三乙烯四胺接枝共聚，再经过挤出制得;原料各组分按质量份数计：无机粉体30～60份、聚乙烯醇10～30份、交联剂0.5～5份、表面处理剂0.1～0.2份、三乙烯四胺60～80份、相容剂0.01～0.2份、间苯二酚1～10份、乙二胺0.4～1份、天然纤维10～20份。
所述的无机粉体为沸石、蒙脱土、蛭石、膨润土、叶蜡石、明矾石、水滑石、海泡石、蛇纹石一种或多种混合，根据排放水域的要求复配不同无机粉体，以达到保护水域生态环境的要求。
所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物中的一种或多种混合。
所述的表面处理剂为硬脂酸盐、磷酸乙二胺、磷酸丙二胺中的一种或多种混合。
所述的交联剂为硝酸铈铵、丁二酸酐中的一种或二者混合。
一种养殖污水处理的无机复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)以质量份数计，将30～60份无机粉体破碎至粒径≤1μm，再置于高速混合机中，加入0.1～0.2份表面处理剂，控制温度在90～100℃，转速为1000～1400r/min，搅拌15～20min，冷却至室温，得到产物A;
(2)将10～30份聚乙烯醇，在90～120℃水浴中搅拌5～10min使其完全溶解;加入0.5～5份交联剂，在搅拌过程中缓慢加入60～80份三乙烯四胺，进行链引发聚合反应，控制聚合温度60～80℃，聚合时间2～4h，得到聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物;
(3)将步骤(2)所得的聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物与步骤(1)得到的产物A以及0.01～0.2份相容剂、1～10份间苯二酚、0.4～1份乙二胺、10～20份天然纤维加入到反应釜中，在温度30～60℃、pH值6～7搅拌条件下反应2～3h，得到复合凝胶;
(4)将步骤(3)所得到的复合凝胶经过挤出机，通过熔融、混炼、切粒，得到一种养殖污水处理的无机复合材料。
本发明用天然无机粉体材料，经由聚乙烯醇/三乙烯四胺接枝共聚，再经过挤出、热压得到一种海水养殖污水处理复合材料。该材料利用无机粉体对养殖污水的高吸附作用，结构稳定，工艺简单，成本低，对环境友好，易于回收，可大规模生产。
本发明的有益效果：
1、本发明一种养殖污水处理的无机复合材料，利用接枝共聚的特性，使聚乙烯醇与三乙烯四胺接枝共聚，可有效对养殖污水中杂质有着高吸附作用。
2、本发明一种养殖污水处理的无机复合材料，结构稳固，能长期有效的处理养殖废水。
3、本发明一种养殖污水处理的无机复合材料，制备过程中所使用的天然无机材料工艺简单，成本低，具有广阔市场应用前景。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。
实施例1：
(1)以质量份数计，将40份无机粉体沸石破碎至粒径≤1μm，再置于高速混合机中，加入0.11份表面处理剂，控制温度在100℃，转速为1200r/min条件下，搅拌18min，最后冷却至室温;
(2)将20份聚乙烯醇，在100℃水浴中搅拌8min使其完全溶解，加入3份交联剂，在搅拌过程中缓慢加入65份三乙烯四胺，进行链引发聚合反应，控制聚合温度在80℃，聚合时间为2h，得到聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物;
(3)将步骤(2)所得的共聚物与步骤(1)的产物以及0.15份相容剂、5份间苯二酚、0.5份乙二胺、10份天然纤维加入到反应釜中，在温度为60℃、pH值为6.5搅拌条件下反应2h，得到复合凝胶;
(4)将步骤(3)所得到的复合凝胶经过挤出机，通过熔融、混炼、切粒，得到一种养殖污水处理的无机复合材料。
实例2：
(1)以质量份数计，将50份无机粉体水滑石破碎至粒径≤1μm，再置于高速混合机中，加入0.15份表面处理剂，控制温度在100℃，转速为1200r/min条件下，搅拌20min，最后冷却至室温;
(2)将25份聚乙烯醇，在100℃水浴中搅拌10min使其完全溶解，加入3.5份交联剂，在搅拌过程中缓慢加入70份三乙烯四胺，进行链引发聚合反应，控制聚合温度在80℃，聚合时间为3h，得到聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物;
(3)将步骤(2)所得的共聚物与步骤(1)的产物以及0.18份相容剂、8份间苯二酚、0.8份乙二胺、15份天然纤维加入到反应釜中，在温度为60℃、pH值为7搅拌条件下反应3h，得到复合凝胶;
(4)将步骤(3)所得到的复合凝胶经过挤出机，通过熔融、混炼、切粒，得到一种养殖污水处理的无机复合材料。
实例3：
(1)以质量份数计，将60份无机粉体沸石和水滑石混合破碎至粒径≤1μm，再置于高速混合机中，加入0.2份表面处理剂，控制温度在95℃，转速为1400r/min条件下，搅拌20min，最后冷却至室温;
(2)将30份聚乙烯醇，在120℃水浴中搅拌10min使其完全溶解，加入5份交联剂，在搅拌过程中缓慢加入80份三乙烯四胺，进行链引发聚合反应，控制聚合温度在70℃，聚合时间为4h，得到聚乙烯醇/三乙烯四胺共聚物;
(3)将步骤(2)所得的共聚物与步骤(1)的产物以及0.2份相容剂、10份间苯二酚、1份乙二胺、20份天然纤维加入到反应釜中，在温度为50℃、pH值为7搅拌条件下反应3h，得到复合凝胶;
(4)将步骤(3)所得到的复合凝胶经过挤出机，通过熔融、混炼、切粒，得到一种养殖污水处理的无机复合材料。