一种农用井下净水器

摘要

本发明公开一种农用井下净水器，包括打水桶和设置在打水桶底部的净水器，打水桶具有提手环，打水桶底部设有电机腔，电机腔壁与打水桶一体成型，净水器包括位于电机腔内的电机、电池、与电机动力连接的搅拌扇，电机腔底部挖设有通孔，电机腔下方设有镂空篓，镂空篓与电机腔壁外表面固定连接，搅拌扇通过中心轴与电机连接，中心轴贯穿通孔，搅拌扇位于镂空篓内，搅拌扇具有N片扇叶，N为大于2的自然数，扇叶与中心轴处于同一竖直面，扇叶的顶部设有凹槽，凹槽内盛装有净水剂，净水剂由如下重量份数的组分组成：活性炭93~97份；蒙脱土4~10份；壳聚糖2~5份；金属离子吸附剂1~2.5份。本发明提供一种农用井下净水器。

权利要求

1.一种农用井下净水器，其特征在于，包括打水桶（1）和设置在打水桶（1）底部的净水器，打水桶（1）具有提手环（2），打水桶（1）底部设有电机腔（3），电机腔（3）壁与打水桶（1）一体成型，净水器包括位于电机腔（3）内的电机（4）、电池（10）、与电机（4）动力连接的搅拌扇（5），电机腔（3）底部挖设有通孔，电机腔（3）下方设有镂空篓（6），镂空篓（6）与电机腔（3）壁外表面固定连接，搅拌扇（5）通过中心轴（8）与电机（4）连接，中心轴（8）贯穿通孔，搅拌扇（5）位于镂空篓（6）内，搅拌扇（5）具有N片扇叶（7），N为大于2的自然数，扇叶（7）与中心轴（8）处于同一竖直面，扇叶（7）的顶部设有凹槽（9），凹槽（9）内盛装有净水剂，净水剂由如下重量份数的组分组成：活性炭93 97份；蒙脱土4 10份；壳聚糖2 5份；金属离子吸附剂1 2.5~ ~ ~ ~份；所述金属离子吸附剂的化学式为(C34H20O6)(C16H12N2)Zn，其中所述的C34H20O6为3,3'-(2,

2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸根，C16H12N2为1,4-二(对吡啶基)苯；

所述金属离子吸附剂按照如下方法合成：

将0.1mmol3,3'-(2,2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸、0.1mmol1,4-二(对吡啶基)苯和0.1mmol醋酸锌溶于5mL甲醇和10mL二甲基乙酰胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A转移到微波反应瓶中密封，将反应瓶放入微波仪中，设定辐射功率600W，反应时间为30分钟，反应温度为95℃，反应结束后得到混合液B；随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其放在180℃烘箱中反应36小时后降至室温过滤得到所述金属离子吸附剂。

2.根据权利要求1所述的农用井下净水器，其特征在于，所述搅拌扇（5）具有6或8片扇叶（7 ）。

3.根据权利要求1所述的农用井下净水器，其特征在于，所述金属离子吸附剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=19.439(3)Å，b=15.783(5)Å，c=17.034(3)Å，α=75.352(2)º，β=

69.164(2)º，γ=83.763(4)º，V=5226.12(8)Å3。

说明书

一种农用井下净水器

技术领域

[0001] 本发明涉及用于井水除砷领域，特别是关于一种农用井下净水器。

背景技术

[0002] 含砷农药的生产和使用，是农业环境砷污染的一个不可忽视的方面。美国不少农田、牧场和果园已经受到不同程度砷污染。解放以来，我国也生产使用了一定数量的砷制剂农药，诸如无机砷酸盐的砷酸铅、砷酸钙、砷酸锌3甲基肿酸盐的甲基肿酸锌、甲基砷酸钠3有机硫和有机肿混合制剂如退菌特和福美双等。本世纪七十年代以来，我国南方各水稻产区，尤其是浙江、江苏等省，为了消灭水稻纹枯病，广泛使用有机砷农药，但是有的地方不严格按照操作规程办事，使用量和使用期不当，曾经产生过多起水稻砷污染事件，农田的砷污染容易影响到地下水，农民食用井水会摄入砷而中毒，但井下水的深度而难以对井水进行净化除砷。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明为解决上述技术问题，提供一种农用井下净水器。

[0004] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0005] 一种农用井下净水器，包括打水桶和设置在打水桶底部的净水器，打水桶具有提手环，打水桶底部设有电机腔，电机腔壁与打水桶一体成型，净水器包括位于电机腔内的电机、电池、与电机动力连接的搅拌扇，电机腔底部挖设有通孔，电机腔下方设有镂空篓，镂空篓与电机腔壁外表面固定连接，搅拌扇通过中心轴与电机连接，中心轴贯穿通孔，搅拌扇位于镂空篓内，搅拌扇具有N片扇叶，N为大于2的自然数，扇叶与中心轴处于同一竖直面，扇叶的顶部设有凹槽，凹槽内盛装有净水剂，净水剂由如下重量份数的组分组成：活性炭93 97~份；蒙脱土4 10份；壳聚糖2 5份；金属离子吸附剂1 2.5份，所述金属离子吸附剂的化学式~ ~ ~
为(C34H20O6)(C16H12N2)Zn，其中所述的C34H20O6为3,3'-(2,2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸根，C16H12N2为1,4-二(对吡啶基)苯。

[0006] 进一步的，所述搅拌扇（5）具有6或8片扇叶（7）。

[0007] 再进一步的，所述金属离子吸附剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=19.439(3) Å，b=15.783(5) Å，c=17.034(3) Å，α=75.352(2) º，β=69.164(2) º，γ=83.763(4) º，V=5226.12(8) Å3。

[0008] 本发明相较于现有技术的有益效果是：

[0009] 本发明的农用井下净水器，在传统打水桶的基础上，对打水桶的底部进行改造，在打水桶底部加入用于搅拌井水的搅拌扇和驱动搅拌扇的电机，且搅拌扇上挖设有用于盛装净水剂的凹槽，将打水桶深入井底，电机利用自重将打水桶垂直探入井水内，电机启动，搅拌扇转动，凹槽内的净水剂进入井水并在搅拌扇的搅动下与井水充分混合，通过净水剂对井水进行净化除砷；本发明的净水剂的制作原料来源广泛，能有效去除饮用水中的重金属离子，去除后的饮用水无毒性、无污染，满足国家饮用水标准（GB 5749-2006）的要求。而且本发明的净水剂通过添加新型的金属离子吸附剂，使得其对砷离子有更好的吸附能力。

附图说明

[0010] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

[0011] 图1是本发明的农用井下净水器的整体结构图。

[0012] 图2是本发明的搅拌扇的结构图。

[0013] 图3是本发明的扇叶的截面图。

[0014] 图4为本发明的金属离子吸附剂以Zn为中心的配位环境图。

具体实施方式

[0015] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明作进一步详细描述。

[0016] 本发明采用的金属离子吸附剂按照如下方法合成：

[0017] 将0.1mmol3,3'-(2,2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸（英文为：3,3'-(2,2'-dihydroxy-[1,1'-binaphthalene]-3,3'-diyl)dibenzoic acid）、0.1mmol1,4-二(对吡啶基)苯（英文为：1,4-bis(pyrid-4-yl)benzene，CAS号为113682-56-7）和0.1mmol醋酸锌溶于5mL甲醇和10mL二甲基乙酰胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A转移到微波反应瓶中密封，将反应瓶放入微波仪中，设定辐射功率 600 W，反应时间为30分钟，反应温度为95℃，反应结束后得到混合液B；
随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其放在180℃烘箱中反应36小时后降至室温过滤得到所述金属离子吸附剂。本发明采用微波合成产生小晶核，然后然后再高温溶剂热得到本发明所用的金属离子吸附剂。

[0018] 其中，3,3'-(2,2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸化学结构如下所示：

[0019]

[0020] 然后将所得的金属离子吸附剂进行单晶表征。

[0021] 该金属离子吸附剂的X射线衍射数据是在Bruker Smart Apex CCD面探衍射仪上，用MoKα辐射(λ = 0.71073 Å)，以ω扫描方式收集并进行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解结构，然后用差值傅立叶法求出全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置(C−H 1.083 Å)，用最小二乘法对结构进行修正。计算工作在PC机上用SHELXTL程序包完成。

[0022] 经测试解析可知，该金属离子吸附剂的化学式为(C34H20O6)(C16H12N2)Zn，其中所述的C34H20O6为3,3'-(2,2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸根，C16H12N2为1,4-二(对吡啶基)苯，所述金属离子吸附剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=19.439(3) Å，b=15.783(5) Å，c=17.034(3) Å，α=75.352(2) º，β=69.164(2) º，γ=83.763(4) º，V=5226.12(8) Å3，Z=8。

[0023] 该金属离子吸附剂配位示意图如图4所示，Zn原子采取6配位的模式，其中每个Zn原子分别与2个3,3'-(2,2'-二羟基-[1,1'-联萘]-3,3'-二基)二苯甲酸分子上的4个O原子配位、2个1,4-二(对吡啶基)苯上的2个N原子配位。从图中可知，侧面的羟基可以有效对金属离子进行吸附。

[0024] 另外，如无特别说明，以下实施例均采用上述合成方法所得的金属离子吸附剂。

[0025] 本发明的净水剂采用本技术领域常规的常规混合方式即可，因此在本发明中不再详细描述。

[0026] 实施例1

[0027] 参照图1-3，一种农用井下净水器，包括打水桶1和设置在打水桶1底部的净水器，打水桶1具有提手环2，打水桶1底部设有电机腔3，电机腔3壁与打水桶1一体成型，净水器包括位于电机腔3内的电机4、电池10、与电机4动力连接的搅拌扇5，电机腔3底部挖设有通孔，电机腔3下方设有镂空篓6，镂空篓6与电机腔3壁外表面固定连接，搅拌扇5通过中心轴8与电机4连接，中心轴8贯穿通孔，搅拌扇5位于镂空篓6内，搅拌扇5具有6片扇叶7，扇叶7与中心轴8处于同一竖直面，扇叶7的顶部设有凹槽9，凹槽9内盛装有净水剂；净水剂由如下重量份数的组分组成：

[0028] 活性炭95份；蒙脱土7份；壳聚糖4份；金属离子吸附剂2份。

[0029] 实施例2

[0030] 一种农用井下净水器，结构与实施例1相同，不同的是净水剂由如下重量份数的组分组成：

[0031] 活性炭96份；蒙脱土9份；壳聚糖2.5份；金属离子吸附剂1.2份。

[0032] 对比例

[0033] 一种农用井下净水器，结构与实施例1相同，不同的是净水剂由如下重量份数的组分组成：

[0034] 活性炭95份；蒙脱土7份；壳聚糖4份。

[0035] 然后将本发明实施例和对比例的净水剂将某村井水进行处理，然后将处理后的井水用GB 5750系列的测试标准进行相关测试。测试结果如下表所示。

[0036] 表1处理后井水的重金属含量表污染物 实施例1 实施例2 对比例
砷 0.002mg/L 0.009mg/L 0.18mg/L

[0037] 经过本发明的净水剂使得处理后的井水无毒性、无污染，满足国家饮用水标准（GB 5749-2006）的要求。而且本发明的净水剂通过添加新型的金属离子吸附剂，使得其对砷离子有更好的吸附能力。

[0038] 最后应当说明的是，以上实施例说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。