一种碳纤维生态基及其制作方法与流程

本发明涉及水处理及填料领域，尤其涉及一种碳纤维生态基及其制作方法。

背景技术：

由于具有表面积大、吸附能力强等优点，活性碳材料在空气净化及水污染净化领域得到了广泛应用，而碳纤维是继粉状活性炭和颗粒活性炭之后的第三代活性炭材料。传统活性炭材料存在吸收率低、回收不充分、成本高等缺点，与之相比，碳纤维强度高、耐酸碱、导电及化学稳定性好，对污水的净化效果好等优点，目前制作碳纤维生态基，所采用的方式是：把碳纤维用布条包裹住，经缝纫机封口后，放入需要治理的水中，或直接用钢丝将碳纤维绑上后，放入需要治理的水中，用钢丝将碳纤维直接捆绑方法使碳纤维容易松脱，产品寿命不长，治理效果也不理想，而直接用布条封口的方式，由于布条不能抗氧化、抗腐蚀，所以使用寿命也不长，而布条内的碳纤维由于布条的阻挡不能跟水充分接触，污水的治理效果也不理想。

技术实现要素：

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种碳纤维生态基及其制作方法，以克服现有技术中存在的不足。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种碳纤维生态基，包括碳纤维丝带、金属骨架和热缩套管，所述至少一个热缩套管套设在可导电的金属骨架上，所述至少一个碳纤维丝带穿插在热缩套管内。

优选的，所述热缩套管内壁上均匀涂抹有胶水，胶水用于粘连碳纤维丝带和金属骨架。

优选的，所述碳纤维丝带由至少一个具有吸咐截留性、导电性、电化学性、生物相容性的碳纤维组装而成，具有吸咐截留性、导电性、电化学性、生物相容性的碳纤维可利用水体中的金属离子或辅以金属阳极材料，发生电化学氧化还原反应，去除水体中的codcr、nh3-n、tp、ss等污染物质，同时消耗水体中的各种酸，增加水体中的碱度。

优选的，所述碳纤维为纤维丝状，该碳纤维表面分布有大量微孔，该微孔的总面积大于碳纤维的表面积，大量的微孔具有更高的吸附性，能有效去除废水的颜色、气味、油份、酚、重金属离子等，同时还可去除难降解物质，尤其对氨氮具有很强的净化作用，氨氮去除率大于90%。

一种碳纤维生态基的制作方法，包括以下步骤：

a、碳纤维改性

通过活性改性方法对碳纤维原料表面进行活化处理3-10min，制得具有导电性、电化学性、生物相容性的碳纤维原料；

b、碳纤维开料

将碳纤维原料通过剪切组装成可漂浮在水中与水接触面积较大的碳纤维丝带；

c、热缩套管开料及涂胶

在热缩套管内均匀涂抹上胶水，在常温下静置一段时间，使胶水晾干，将整段热缩套管通过剪切成3-4cm长的小段；

d、组装碳纤维生态基

将碳纤维丝带相互缠绕后穿插进热缩套管内，把穿插好的热缩套管依次串在金属骨架上；

e、碳纤维生态基定型

将组装好的碳纤维生态基放入高温烘箱中进行高温烘烤，高温烘烤使热缩套管管径缩小，涂抹在热缩套管管内的胶水在高温下融化，烘烤完后取出碳纤维生态基放入常温中进行冷却定型，缩小的热缩套管经冷却后紧紧的勒住碳纤维丝带和金属骨架，而融化后的胶水经冷却后粘连在碳纤维丝带和金属骨架上。

优选的，所述步骤e中，碳纤维生态基在高温烘箱中烘烤的温度为120℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

热缩套管和管内的胶水紧紧的粘连包裹住碳纤维丝带和金属骨架，使碳纤维生态基成为一个整体，碳纤维丝带不会因松动而脱离本体，而热缩套管与碳纤维丝带为抗氧化、抗腐蚀的材料，提高了使用寿命，碳纤维生态基整体为导电体，可利用水体中的金属离子或辅以金属阳极材料，发生电化学氧化还原反应，切割成碳纤维丝带后可漂浮在水中与水接触面积较大，水污染净化治理效果好，本发明设计合理，符合市场需求，适合推广。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明碳纤维丝带与热缩套管连接结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种碳纤维生态基，包括碳纤维丝带3、金属骨架1和热缩套管2，其中至少一个碳纤维丝带3穿插在热缩套管2内，至少一个热缩套管2套设在金属骨架1上，其中热缩套管2内壁上均匀涂抹有胶水，在高温作用下热缩套管2内壁上的胶水融化粘连上金属骨架1和碳纤维丝带3，热缩套管2在高温作用下缩小，紧紧包裹住金属骨架1和碳纤维丝带3。

所述碳纤维丝带3由至少一个具有吸咐截留性、导电性、电化学性、生物相容性的碳纤维组装而成，碳纤维可利用水体中的金属离子或辅以金属骨架，发生电化学氧化还原反应，去除水体中的codcr、nh3-n、tp、ss等污染物质，同时消耗水体中的各种酸，增加水体中的碱度，所述碳纤维为纤维丝状，该碳纤维表面分布有大量微孔，该微孔的总面积大于碳纤维的表面积，大量的微孔具有更高的吸附性，能有效去除废水的颜色、气味、油份、酚、重金属离子等，同时还可去除难降解物质，尤其对氨氮具有很强的净化作用，氨氮去除率大于90%，所述碳纤维丝带3外表面在水中形成有生物膜，生物膜会附着大量的菌胶团，利用生物膜上的菌胶团可降解、转化、转移水体中的污染物质，与类似产品相比，成本低廉，生物相容性好，净化效率高，吸附、截留、转化污染物的作用强，稳定性高、质轻、机械强度大和寿命长，且安装维修方便，能够无能耗简单的彻底的控制江河湖库富营养化问题，和净化提升水体水质。

本发明碳纤维生态基的制作方法，包括以下步骤：

a、碳纤维改性

通过活性改性方法对碳纤维原料表面进行活化处理3-10min，制得具有导电性、电化学性、生物相容性的碳纤维原料；

b、碳纤维开料

将碳纤维原料通过剪切组装成可漂浮在水中与水接触面积较大的碳纤维丝带3；

c、热缩套管开料及涂胶

在热缩套管2内均匀涂抹上胶水，在常温下静置一段时间，使胶水晾干，将整段热缩套管2通过剪切成3-4cm长的小段；

d、组装碳纤维生态基

将碳纤维丝带3相互缠绕后穿插进热缩套管2内，把穿插好的热缩套管2依次串在金属骨架1上；

e、碳纤维生态基定型

将组装好的碳纤维生态基放入高温烘箱中进行高温烘烤，高温烘烤使热缩套管2管径缩小，涂抹在热缩套管2管内的胶水在高温下融化，烘烤完后取出碳纤维生态基放入常温中进行冷却定型，缩小的热缩套管2经冷却后紧紧的勒住碳纤维丝带3和金属骨架1，而融化后的胶水经冷却后粘连在碳纤维丝带3和金属骨架1上。

其中，步骤e中，碳纤维生态基在高温烘箱中烘烤的温度为120℃。

综上所述，本发明碳纤维生态基及其制作方法具备如下优点：（1）热缩套管2和管内的胶水紧紧的粘连包裹住碳纤维丝带3和金属骨架1，使碳纤维生态基成为一个整体，碳纤维丝带3不会因松动而脱离本体，增加了产品的使用寿命；（2）热缩套管2与碳纤维丝带3为抗氧化、抗腐蚀的材料，提高了使用寿命；（3）碳纤维生态基整体为导电体，可利用水体中的金属离子或辅以金属阳极材料，发生电化学氧化还原反应，可去除水体中的codcr、nh3-n、tp、ss等污染物质，水污染净化治理效果好；（4）切割成碳纤维丝带3后可漂浮在水中与水接触面积较大，吸附效果好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。