用于去除饮用水中苯胺的过滤介质、滤芯以及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种去除饮用水中苯胺的过滤介质及其制备方法，由该过滤介质构成 的滤芯、净水装置和饮水机。
【背景技术】
[0002] 研究结果显示，苯会伤害人体的血细胞、骨髓和免疫系统，导致癌症及其它疾病。
[0003] 苯胺是染料、塑胶、造纸、农药、油漆、化工和医药等生产中的重要中间体。在水环 境中长期稳定存在，又是一种难生物降解的有毒物质，会引发高铁血红蛋白血症、溶血性贫 血与肝、肾损害等，我国已经把其列入"中国环境优先污染物黑名单"。
[0004] 传统的水处理工艺对苯胺的处理效果不好，不能有效的去除苯胺；生物法、催化 法、氧化法等也不适用终端水处理;反渗透法使用麻烦，费水费电，成本高，排放的浓缩液不 易处理，易造成二次污染。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介 质对饮用水中的苯胺的去除率高，并且方法简单。还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净 水装置以及饮水机。
[0006] 本发明提供了一种去除饮用水中苯胺的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤：
[0007] a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉和发孔剂混 合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉和发 孔剂的重量比为200~300:40~80:100~150:40~80:50~100;
[0008] b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却；
[0009] 所述压制压力为0.4MPa~IMpa;所述烧结温度为190°C~240°C;所述烧结时间为 90~120min;所述冷却温度为40°C~60°C。
[0010] 优选的，所述13X沸石分子筛的粒径为74~89μπι。
[0011] 优选的，还包括三水铝石粉，所述三水铝石粉与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭 粉、13Χ沸石分子筛、有机膨润土粉和发孔剂的重量比为100~150:200~300:40~80:100~ 150:40~80:50~100。
[0012] 优选的，还包括酸处理粉煤灰。
[0013] 优选的，所述酸处理粉煤灰与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13Χ沸石分子 筛、有机膨润土粉和发孔剂的重量比为100~150:200~300:40~80:100~150:40~80:50 ~100〇
[0014] 本发明提供了根据上述权利要求所述的制备方法得到的用于去除饮用水中苯胺 的过滤介质。
[0015] 本发明提供了一种滤芯，由上述权利要求所述的过滤介质构成。
[0016] 本发明提供了一种净水装置，包括上述权利要求所述的过滤介质或者上述权利要 求所述的滤芯。
[0017] 本发明提供了一种饮水机，包括上述权利要求所述的净水装置。
[0018] 与现有技术相比，本发明提供了一种去除饮用水中苯胺的过滤介质的制备方法， 包括以下步骤:a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉和发孔 剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉 和发孔剂的重量比为200~300:40~80:100~150:40~80:50~100; b)将步骤a)所得的混 合物在模具中压制、烧结、冷却；所述压制压力为〇.4MPa~IMpa;所述烧结温度为190°C~ 240°C;所述烧结时间为90~120min;所述冷却温度为40°C~60°C。本发明在上述原料协同 作用下，配合特定的烧结温度、压力和冷却温度，制备得到的过滤介质对水中苯胺的去除率 高，方法简单，适用于受其污染的饮用水，免除苯胺对人体产生的伤害，使用简便，成本低， 另外由于使用的是滤芯，不是粉体，所以无需后续处理，适合家庭终端饮水处理。经检测该 过滤介质对饮用水中苯胺的去除率在97.0 %以上。
【具体实施方式】
[0019] 本发明提供了一种去除饮用水中苯胺的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤：
[0020] a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉和发孔剂混 合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉和发 孔剂的重量比为200~300:40~80:100~150:40~80:50~100;
[0021] b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却；
[0022] 所述压制压力为0.4MPa~IMpa;所述烧结温度为190°C~240°C;所述烧结时间为 90~120min;所述冷却温度为40°C~60°C。
[0023]本发明首先将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润土粉和 发孔剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、13X沸石分子筛、有机膨润 土粉和发孔剂的重量比为200~300:40~80:100~150:40~80:50~100;优选为210~290: 50 ~70:110 ~140:50 ~70:60 ~90;更优选为 220 ~280:55 ~65:120 ~135:55 ~65:65 ~85。 [0024]在本发明中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量优选为100万~700万，更优选 为200万~600万，最优选为250万~400万。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北 京东方石油化工有限公司助剂二厂可提供M-Ι型（分子量为150±50万）、M-II型（分子量为 250±50万）、M-III型（分子量为350±50万）、M-IV型（分子量为大于400万）等规格的产品。 超高分子量聚乙烯的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因为超高分子量聚乙烯 的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制， 烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可以起到吸附水中苯胺的作用。本发明优选采用粒径 为74~89μπι的超高分子量聚乙烯。
[0025]在本发明中，活性炭是一种多孔性物质，具有蜂窝状的孔隙结构，较大的比表面 积，特异的表面官能团、稳定的物理和化学性能，是优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体。根 据原料来源的不同活性炭优选分为木质活性炭、矿物质原料活性炭和其他原料制成的活性 炭等。其中，所述木质活性炭优选包括椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭;所述矿物质原料 活性炭优选包括各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭;其他原料制成的活性炭 优选包括废橡胶、废塑料制成的活性炭。本发明优选使用以椰壳材质为来源的活性炭，其强 度较高、吸附性能好，更优选为以椰壳材质为来源的医用活性炭。在本发明中，所述活性炭 的比表面积优选不低于500m2/g，更优选不低于1000m2/g。活性炭可以高效的吸附水中的有 机物、尤其是医用活性炭，作为用过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量低，表面积更 大，吸附效果也更好，并且选用医用活性炭可以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。 [0026]本发明优选采用粒径为74~250μπι的医用活性炭。
[0027] 活性炭除了具有二维的有效微晶区和不规则的交联碳六角型空间晶格的无定型 结构之外，表面上有多种含氧官能团。可以以苯环平躺的方式很好的吸附苯胺。
[0028] 沸石分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐，具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架， 内部孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道互相连接，分子有孔道经过。沸石分子筛 粉通过对物质的范德华力的物理吸附，其晶孔内部有很强的极性和库伦场，对极性分子和 不饱和分子表现出强烈的吸附能力。并且分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于 孔穴直径的物质才可能进入分子筛晶穴内部。本发明对于分子筛的种类和来源并无限制， 沸石分子筛在化学工业中作为固体吸附剂，可用于气体和液体干燥、存化、分离和回收，被 其吸附的物质可以解吸，沸石分子筛用后可以再生。商品沸石分子筛常用前缀数码将晶体 结构不同的分子筛加以分类，其中13Χ分子筛也叫钠 X型沸石分子筛，13Χ沸石分子筛的孔径 为10 Α，可以吸附小于1〇 Α的分子，具有较高的吸附容量和较快的吸附速率。
[0029]在本发