本技術涉及水處理，具體涉及一種用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液及其制備方法。

背景技術：

1、水處理是對生活污水、工業廢水等進行處理，以達到排放標準或者進行再利用的措施。氫氧化鈣制作簡單、成本低，是一種常用的污水處理劑，具有較高的堿性和沉淀性，可用于調節ph值、去除重金屬離子和有機物、軟化水等。

2、目前，市場上供應的氧氧化鈣大部分為固體粉末，在污水處理領域，粉狀氫氧化鈣使用效果差，氧氧化鈣粉末的強吸濕性會造成對人體皮膚的灼傷，氧氧化鈣粉末使用時會產生大量揚塵，容易對大氣環境造成污染，此外，市場上的粉末狀氫氧化鈣中經常含有未消解過燒氧化鈣、生燒碳酸鈣及二氧化硅等雜質，使用時容易堵塞管道對污水處理設備磨損嚴重。同時納米氫氧化鈣由于顆粒小、均勻度好，受到廣泛青睞。

3、氫氧化鈣乳液在可以避免揚塵和環境污染，成為水處理中的更好選擇，但納米氫氧化鈣乳液的制備中納米顆粒極易團聚，對納米氫氧化鈣乳液的制備提出了很高的要求。

技術實現思路

1、本技術旨在至少克服現有技術的缺陷之一，提供一種用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液及其制備方法，通過選用特定原料和工藝進行搭配，制成的改性納米氫氧化鈣乳液，在減少納米顆粒團聚的同時，具有一定的絮凝吸附能力，進一步提高其在水處理中的水質凈化效果。

2、第一方面，本技術實施例提供一種用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液的制備方法，通過以下技術方案實現：

3、一種用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液的制備方法，包括以下步驟：

4、(1)將1l去離子水加熱至沸騰而后自然冷卻至室溫，稱取10g氫氧化鈣置于冷卻后的水中攪拌0.5小時，制得飽和石灰水溶液；

5、(2)將氯化鈣、羧乙基纖維素和去離子水按照重量比(8-12):(1-2):(30-50)配制成混合溶液，并超聲分散均勻；

6、(3)加入晶型控制劑，邊攪拌邊逐步滴加氫氧化鈉溶液，直至無新的沉淀物產生，超聲震蕩1-2h，得到改性氫氧化鈣漿料；

7、(4)使用步驟(1)所述飽和石灰水將改性氫氧化鈣漿料中的沉淀以1500-2500r/min的轉速離心洗滌3-5次；將洗滌后的沉淀在溫度100-110℃下真空干燥10-15小時得到改性氫氧化鈣粉體；

8、(5)去離子水加熱至沸騰而后自然冷卻至室溫，加入所述改性氫氧化鈣粉體和聚丙烯酸鈉分散劑，攪拌溶解，得到改性納米氫氧化鈣乳液；

9、其中，步驟(3)所述晶型控制劑包括苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚和n,n-亞甲基雙丙烯酰胺。

10、根據本技術實施例的一種用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液的制備方法，至少具有如下有益效果：

11、本技術的制備方法采用液相法制備納米氫氧化鈣，原料在溶液中呈分子級分散，具有反應條件溫和易控制、設備簡單易行、制得的納米材料組成均勻、純度高等優點；將羧乙基纖維素與鈣離子在液相體系中混合，形成無機-高聚物均相體系，羧乙基纖維素能增強空間位阻力與靜電排斥力來擴大粒子間的距離，減弱范德華引力的作用，羧乙基纖維素高分子能夠形成互穿網絡，同時在粒子表面的包覆、纏繞也可以抑制粒子的生長，極性基團與金屬離子間形成較強的絡合、螯合作用，從而能更有效地控制納米顆粒的團聚，提高納米氫氧化鈣顆粒的分散性。

12、本技術的制備方法中的步驟(3)采用超聲震蕩，超聲波可以產生空化效應，破壞團聚形成的大顆粒，使納米氫氧化鈣顆粒更易形成單分散顆粒，可以減少納米氫氧化鈣顆粒的團聚，提高改性納米氫氧化鈣乳液的產率。

13、本技術的制備方法中加入苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚和n,n-亞甲基雙丙烯酰胺作為步驟(3)中的晶型控制劑，苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚和n,n-亞甲基雙丙烯酰胺優先吸附在氫氧化鈣晶體的不同晶面，可以調控氫氧化鈣晶體的形成，使制備的改性納米氫氧化鈣顆粒的粒徑分布更窄。

14、本技術的步驟(2)所加入的羧乙基纖維素還具有絮凝作用，可以與廢水中的金屬離子進行螯合，加快水中雜質的沉淀。

15、本技術的步驟(5)中的聚丙烯酸鈉分散劑通過分子間的相互作用，在改性氫氧化鈣粉體顆粒表面形成一層空間位阻層，這種空間位阻效應能夠有效地阻止顆粒的聚集，能夠顯著提高其分散性。

16、本技術的制備方法的步驟(4)中采用飽和石灰水洗滌不僅能夠更好地去除雜質，而且可以提高改性納米氫氧化鈣乳液的純度，保持氫氧化鈣晶型的穩定，提高其對水質的凈化效果。

17、根據本技術的一些實施方式，所述苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚和n,n-亞甲基雙丙烯酰胺的重量比為(2-4):1。苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚的含量過多會導致氫氧化鈣顆粒的直徑增大，n,n-亞甲基雙丙烯酰胺的含量過多會導致氫氧化鈣的形貌發生變化，控制兩者含量在合適比例才能更好地調控氫氧化鈣晶體的形成。

18、根據本技術的一些實施方式，步驟(3)所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5-1g/l。

19、進一步地，步驟(3)所述氫氧化鈉溶液的滴加速率為1-3ml/min。控制氫氧化鈉溶液的滴加速率可以使氫氧化鈣晶體的形成更加充分，晶型更加可控，制備的納米氫氧化鈣顆粒的粒徑更加一致。

20、根據本技術的一些實施方式，步驟(3)中的反應溫度為15-20℃。

21、根據本技術的一些實施方式，步驟(5)所述聚丙烯酸鈉分散劑與改性氫氧化鈣粉體的重量比為(1-2):(8-15)。聚丙烯酸鈉分散劑的特性除了能夠進一步的改善粉體流動性，也能夠提高改性納米氫氧化鈣乳液的穩定性，但是分散劑的用量過多也會導致體系粘度過高，流平性下降，本技術的氫氧化鈣經過一系列處理，僅僅使用少量的聚丙烯酸鈉分散劑就能夠實現良好的分散效果，按照特定比例能夠使乳液的分散性與高粘度更加均衡，提高改性納米氫氧化鈣乳液的凈水效果。

22、第二方面，本技術實施例提供采用上述制備方法制備得到的用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液。

23、根據本技術實施例的一種用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液，至少具有如下有益效果：

24、本技術得到的改性納米氫氧化鈣乳液粒度細，雜質含量低，安全無污染，結構穩定，適合用于水處理之中。

25、根據本技術的一些實施方式，所述改性納米氫氧化鈣乳液中氫氧化鈣的質量濃度為20-25％。

26、根據本技術的一些實施方式，所述改性納米氫氧化鈣乳液中改性納米氫氧化鈣顆粒的比表面積為50-60m2/g。

27、根據本技術的一些實施方式，所述改性納米氫氧化鈣乳液中改性納米氫氧化鈣顆粒的粒徑為200-300nm。

28、第三方面，本技術實施例提供上述用于水處理的改性納米氫氧化鈣乳液在水處理中的應用。本技術的改性納米氫氧化鈣乳液應用于污水處理或給水處理中，可以調節工業用水和廢水的ph值，特別是在酸性條件下，通過添加氫氧化鈣乳液可以中和酸性環境，使水的ph值達到適宜的范圍，從而避免對設備和管道的腐蝕，保護水處理設備；納米改性氫氧化鈣乳液可以與廢水中的重金屬離子發生反應，形成沉淀，從而降低廢水中重金屬離子的濃度；此外，納米改性氫氧化鈣還可以中和廢水中的有機物，有助于這些有機物的沉淀和去除；農業用水通常含有較高的硬度和鐵、錳等離子，這些物質對農作物的生長有害，納米改性氫氧化鈣乳液可以用于農業用水的軟化處理，通過調節水的硬度和去除有害離子，改善水質，促進農作物的健康生長；還有，改性納米氫氧化鈣乳液中的羧乙基纖維素可以提供絮凝作用，進一步增強水處理的效果。