一种适于水处理的纳米陶瓷过滤材料的制作方法

本发明涉及一种适于水处理的纳米陶瓷过滤材料，该过滤材料能够产生远红外弱碱性负氧离子小分子生态活性水。
背景技术：
：一、市场上目前常见的花洒中能改变水质有以下几种：1、除杂质花洒花洒喷头在使用久了以后，由于水质和质量的原因很容易堵塞，这类除杂质的普通花洒种类繁多，外观、功能多种多样，但只能去除水中一些大颗粒物质，对水质的改变没有任何作用。2、除余氯的花洒国家标准只规定自来水含氯量要大于等于0.05毫克/升，并没有上限要求。市政自来水中必须保持一定量的余氯，以确保饮用水的微生物指标安全，也就是防止自来水出厂后可能导致“二次污染”。但是当氯和有机酸反应，就会产生许多致癌的副产品，比如三卤甲烷等。超过一定量的氯，本身也会对人体产生许多危害，且带有难闻的气味，俗称“漂白粉味”。所以出水终端有效的除去水中余氯，可以最大程度地减少氯对人体的伤害。(1)用含余氯的水洗澡，浴室里氯气的总量中有四成是经过呼吸道吸入，三成是由皮肤吸收，是平常通过饮用进入人体里氯的6到8倍，轻者产生瘙痒，重者致癌几率增加30％。(2)给儿童洗澡时，氯会使头发产生干涩断裂分叉，也会使肌肤漂白化，皮肤层脱落及产生过敏。当氯和有机物如汗液相互作用的时候，容易造成周围空气中三氯化氮，容易损害眼睛和嗓子。氯通过呼吸道吸入肺部后，会损害呼吸细胞，容易导致哮喘和肺气肿。(3)长期饮用含余氯的水会导致心脏病，冠状动脉粥样硬化，贫血，膀胱癌，肝癌，直肠癌，高血压和过敏的症状。目前市场上终端净水除余氯的方式良莠不齐，一般采用活性炭吸附、kdf技术或亚硫酸钙净水，以吸附或化学反应的方式除去水中的有害物质。1)活性炭吸附净化(物理净化)，活性炭内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强。正是这些微孔使得活性炭能吸附各种有毒有害气体和杂质，从而清洁水源净化水质。2)kdf(化学净化)是一种高纯度的铜、锌合金颗粒，是一种新型的过滤介质。其净水原理是利用氧化还原反应，kdf介质与污染物进行电子交换，把许多污染物质变成无害物质，主要功能是去氯和去除水中的比如铅、汞、镉等水溶解性重金属。钢铁材料制成的输水管件腐蚀时，铁氧化形成feo胶体，feo与kdf接触，也可以发生氧化还原反应。3)亚硫酸钙(化学净化)目前也是先进的除氯净水材料。亚硫酸钙能瞬间去除化合性余氯、游离性余氯、次氯酸、次氯酸离子、氯气等。现有技术的缺点1、活性炭净水(1)活性炭吸附了超大量的有机物，这些有机物会成为细菌等微生物的营养，细菌会在活性炭的微孔中大量繁殖增生，并可能导致出水中菌落总数超标。(2)净水器中的活性炭在微生物催化作用下，把水中氨氮转化为亚硝酸盐氮，常出现净水器出水中的亚硝酸盐比进水高，亚硝酸盐本身不是导致癌物质，但它和水中胺类物质反应生成的亚硝酸胺是强致癌物质。2、kdf净水kdf和氯反应生成锌离子(zn2+)，可能会导致水中锌超标。kdf起作用的反应需要时间，事实上任何化学反应都需要时间，但时间长短有分别，kdf起的是氧化还原反应，它的反应效果和很多因素有关，例如水温，原水的浊度，水的酸碱度等等，所以低水压使用效果比较明显，因为水和kdf反应时间比较长，正常水压kdf达不到理想的净化效果。kdf目前材料的价格还比较贵，所以在在一定价格内市场购买能力还有有限的。3、亚硫酸钙净水亚硫酸钙是强碱弱酸盐，微溶于水，显碱性，ph值会升高，加大量水时，会出现硫酸化合物沉淀现象。4、净化功能单一，终端出水处容易堵塞，普通花洒由于净水能力不全面使用一段时间终端出水处容易堵塞。5、目前已有的花洒不能保证多功能净化且具有一定的时效性，活性炭吸附一段时间后就会失去原有的吸附能力，不再有很好的吸附净化能力；通过化学反应净化，导致水中矿物质含量发生变化。目前市场上现有的花洒能够改变水质的无非上述这几种，即除杂质的、除水中余氯的、除水中重金属的，而真正能够达到自来水完美净化，通过终端出水后有益于人体的花洒尚未存在。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种适于水处理的纳米陶瓷过滤材料。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种适于水处理的纳米陶瓷过滤材料，由以下组分按重量百分比组成：氧化铈5％～6％，氧化锌10％～12％，氧化钛16％～18％，氧化锗8％～10％，硼砂16％～18％，稀土镧元素0.5％～1％，其余为陶瓷。纳米陶瓷过滤材料由以下方法制备得到：将等重量份陶瓷颗粒在2397℃～2406℃加入氧化铈，1975℃～1990℃加入氧化锌，1830℃～1879℃加入氧化钛，1086℃～1115℃加入氧化锗，880℃加入硼砂，经稀土镧元素催化，再加入电气石粉，使生成物形成纳米粉体，加水搅拌成型，高温烧结成直径为2～10mm且形状和大小不一的纳米陶瓷颗粒或纳米陶瓷板。作为优选，稀土元素选自镧元素具有多种水处理功能的净水花洒，包括喷头、具有中空内腔的手柄和具有中空内腔的滤筒，喷头与手柄的上端连接；滤筒与手柄的下端连接；手柄以及滤筒的中空内腔均充填有采用上述纳米陶瓷过滤材料制成的纳米陶瓷颗粒。作为优选，喷头设有出水板，出水板采用上述纳米陶瓷过滤材料制成的纳米陶瓷板。进一步优选是，出水板的厚度为6～10mm。作为优选，手柄的进水口和滤筒的进水口均设置滤网；滤网采用不锈钢细丝经过紧密编织加工而成，有效孔径达到微米级别。作为优选，滤筒与手柄的下端通过软管连接。本发明采用负氧离子纳米陶瓷技术制成负氧离子纳米陶瓷：具体是采用纳米粉体及多种矿物质提纯对现有陶瓷进行改性，分别加入氧化铈、氧化锌、氧化钛、氧化锗、硼砂、稀土镧元素和电气石粉，采用纳米技术，使晶粒、晶界及粉体之间的结合都达到纳米水平，经高温烧结成负氧离子纳米陶瓷颗粒和负氧离子纳米陶瓷板，该陶瓷板是由纳米陶瓷粉体制成直径为50～100mm，厚度为6～10mm，孔径大小为0.8～3.6nm能将大分子团水打散为小分子水。该产物强度、韧性和超塑性大幅度提高，增加了其使用寿命。纳米陶瓷颗粒在水压、水流的冲击下，旋转、碰撞、摩擦，释放负氧离子，并发射波长9～20um远红外波，其法向光谱辐射率90％以上，负氧离子释放量1kg/s*m3。上述过滤材料可在水处理方面得到应用，如应用于花洒和水龙头等。本发明的有益效果是：采用本发明纳米陶瓷过滤材料制成的纳米陶瓷颗粒及纳米陶瓷板对水进行处理，可以形成远红外水、弱碱性水、负氧离子水和小分子生态活性水。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明纳米陶瓷过滤材料实施例的净水花洒结构示意图。图2是本发明纳米陶瓷过滤材料实施例的净水花洒手柄结构示意图。图3是本发明纳米陶瓷过滤材料实施例的净水花洒出水终端组件结构示意图。图4是本发明纳米陶瓷过滤材料实施例的花洒与热水器连接示意图。图中，1-喷头，2-手柄，3-滤筒，4-纳米陶瓷板，5-纳米陶瓷颗粒，6-软管。具体实施方式实施例1一种纳米陶瓷过滤材料，由以下组分按重量百分比组成：氧化铈5％～6％，氧化锌10％～12％，氧化钛16％～18％，氧化锗8％～10％，硼砂16％～18％，稀土镧元素0.5％～1％，其余为陶瓷；该纳米陶瓷过滤材料，由以下方法制备得到：将等重量份陶瓷颗粒在2397℃～2406℃加入氧化铈，1975℃～1990℃加入氧化锌，1830℃～1879℃加入氧化钛，1086℃～1115℃加入氧化锗，880℃加入硼砂，经稀土镧元素催化，再加入电气石粉，使生成物形成纳米粉体，加水搅拌成型，高温烧结成直径为2～10mm且形状和大小不一的纳米陶瓷颗粒或纳米陶瓷板。实施例2本实施例为一种净水花洒图1是一种净水花洒，由喷头1、手柄2和滤筒3组成。喷头2与手柄2的上端连接，滤筒3与手柄的下端连接。手柄2和滤筒3均具有中空内腔。手柄2的中空内腔充填有纳米陶瓷颗粒作为滤芯。滤筒3的中空内腔充填有同样的纳米陶瓷颗粒作为滤芯。另外，在手柄的进水口和滤筒的进水口均设置滤网，滤网采用不锈钢细丝经过紧密编织加工而成，有效孔径达到微米级别。如图3所示，喷头的出水板为纳米陶瓷板制成，所采用的纳米陶瓷板也是由纳米陶瓷过滤材料高温烧结制成。出水板的厚度为7.5mm。上述出水板是设置在喷头面板的下面，并且出水板的上面没有任何钻孔。由于纳米陶瓷过滤材料高温烧结后存有一定的间隙，使用时通过强大的水压使得水流从出水板中的间隙中穿过并从喷头面板上的小孔中喷出。滤筒3与手柄2的下端通过软管连接。如图4所示，安装时，将手柄与滤筒用软管连接，再将滤筒装在热水器的出水口，即可完成安装。使用时，开启热水器，热水器产生的热水从滤筒的进水口进入，并分别通过滤筒中的第一过滤材料和手柄空腔中的第二过滤材料，最后再从用纳米陶瓷材料制成的喷头出水板的小孔中喷出，用于淋浴或洗浴。经过这样的滤筒、手柄和喷头三级过滤，从喷头喷出的水形成了远红外水、弱碱性水、负氧离子水和小分子生态活性水。该花洒采用了三级催化的工作原理：(1)两道催化：由滤筒和手柄空腔中的纳米陶瓷颗粒构成，这些纳米陶瓷颗粒在水压、水流的冲击下，旋转、碰撞、摩擦，释放负氧离子，实施杀菌、净化，形成远红外弱碱性负氧离子小分子生态活性水。(2)一道催化：由喷头的纳米陶瓷板构成，设在花洒喷头处的纳米陶瓷板在水压作用下，把大分子进一步打碎成小分子水并且喷出。本实施例在使用时可形成远红外水、弱碱性水、负氧离子水、小分子生态活性水，经检测数值如表1所示：表1项目检测花洒水检测值城市自来水国家标准氯化物含量(mg/l)0～0.060.3～250ph值(弱碱性)7.5～8.56.5～8.5溶解性固体(mg/l)194<＝1000阴离子合成洗涤剂(mg/l)无0.3负氧离子含量(个/cm3)1800600分子团中水分子的数量(个)1～312基本测试方法与结果(1)余氯测试：在三个等量的水样中分别加入余等量氯测试剂，观察颜色变化可以发现，纯净水中不含有余氯，自来水水余氯含量较高，净化花洒净化的自来水中，余氯几乎被除去，颜色跟纯净水接近。(2)活性水测试：在三个等量的水样中分别加入等量活性水测试剂，原生态活性水呈现红色，非原生态水呈现黄色；观察颜色变化可以发现，纯净水为非原生态水，自来水呈现微弱的红色，净化花洒净化的自来水中呈红色为原生态活性水。(3)钙镁离子测试：在三个等量的水样中分别加入等量钙镁离子测试剂，实验水呈现红色，说明含有钙镁离子，呈蓝色说明不含有钙镁离子；观察颜色变化可以发现三个水样中都含有钙镁离子。说明净水花洒不影响水中微量元素的含量。使用功效(1)远红外水当肌肤吸收远红外线后，与皮肤内水分子产生共振，增强其分子间的结合力，使皮肤中的惰性水(即四个氢分子和一个氧分子结合)变成独立水分子(即两个氢原子和一个氧原子结合)，提高身体的含氧量，细胞因而能恢复活力。独立水分子可自由出入细胞之间，再透过共鸣共振，转化为热能，令皮下深层的温度微升，将新陈代谢产生的废物排出体外。(2)弱碱性水又称为弱碱水，天然的弱碱性的水里，往往含有钾、钙、钠、镁、偏硅酸等多种营养物质，皮肤长期使用弱碱性水可以改善皮肤细胞环境，可以改善酸性体质，加速细胞新陈代谢。(3)负氧离子水负氧离子水因水流的摩擦而产生的电子，在化学上失去电子称为氧化，高分子纳米陶瓷颗粒在水压、水流的冲击下，旋转、碰撞、摩擦，把水分子切割成很多小分子团，从而得到的带负电荷的活性水,负氧离子水的分子排列整齐、内聚力强、分子间吸附力小，蕴含高效能量，最接近人体细胞水。可激活细胞，提高细胞生命活力，补充修复细胞膜电位，增强造血功能，净化血液，清除血液垃圾，降低血粘度，促进血液循环，激活脑细胞，护肤保养，促进酸性体质弱碱化，改善细胞内环胞。(4)生态活性水普通水经过砂滤、炭滤、膜滤等多层过滤后，再经过具有纳米技术的电生离子交换装置，将水中对人体有害的酸性物质分离出去，而保留水中原有的矿物质离子，具有弱碱性、小分子团特征的水。(5)小分子水天然水经过良好的磁化处理之后，水被切割成富含小分子团的离子水，小分子水具有强渗透力、强溶解力、强扩散力、弱碱性，渗透到人体细胞，把营养提供给细胞，并且把细胞里的细菌和毒素带出细胞外，使肌肤微细血管的循环加快，促进新陈代谢，呈现出排毒能力。实施例3本实施例为水龙头。该水龙头的进水端设有空腔，空腔中充填纳米陶瓷颗粒或纳米陶瓷板。使用时，从水龙头后端进水，经过空腔中充填纳米陶瓷颗粒或纳米陶瓷板的过滤，水龙头的出水形成了远红外水、弱碱性水、负氧离子水和小分子生态活性水。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页12