一种新型环保材料的净水设备的制作方法

本发明涉及净水设备领域，具体涉及一种新型环保材料的净水设备。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对生活的要求越要越高，对饮水品质的要求也是越来越高，随着科学技术的进步，净水设备也得到了很大的优化，陶瓷过滤板作为一种新型环保型净水材料被广泛使用，但是目前使用的新型环保材料的净水设备仍然存在不足，比如大多数新型环保材料的净水设备的陶瓷过滤板经过长时间使用后，表面容易滋生细菌，从而导致净水效果不佳。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种新型环保材料的净水设备，包括净水箱体外壳和净水箱体内胆，净水箱体外壳一侧的上方设置有进水口，进水口与净水箱体内胆相连通；净水箱体外壳的底部设置而有出水口，出水口与净水箱体内胆相连通；净水箱体内胆的内部横向设置有多层陶瓷过滤板；陶瓷过滤板的成分为陶瓷材料和抗菌纤维。

优选地，所述净水箱体内胆内部的下方设置有至少两个紫外线杀菌灯，每个紫外线杀菌灯的外侧均设置有灯罩保护套。

优选地，所述陶瓷过滤板的设置个数至少为两个；陶瓷过滤板的材质相同；位于下方的陶瓷过滤板的过滤孔孔径d1和位于上方的陶瓷过滤板的滤孔孔径d2满足d1小于d2。

优选地，所述进水口处设置有过滤网，进水口与所述出水口处均设置有流量控制阀。

优选地，所述陶瓷材料为氧化铝、碳化硅、氧化锆中的一种或多种。

优选地，所述陶瓷过滤板中，陶瓷材料和抗菌纤维的质量比为1:0.1～0.3。

优选地，所述抗菌纤维是以甲壳素纤维为基体，通过进一步加强改性后得到的改性甲壳素纤维。

优选地，所述改性甲壳素纤维的制备方法为：

s1.称取三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸与n,n-二甲基甲酰胺加入至反应容器中，搅拌分散均匀后，通入氮气置换出反应容器中的空气，之后投入对甲苯磺酸，将反应容器置于油浴120～150℃的条件下搅拌反应4～6h，减压至15～20kpa后继续反应4～6h，恢复至常压后停止加热，待反应液温度降至45～60℃后，再通过乙醇-异辛烷体系重结晶处理，得到多羟基超支化聚酯；

其中，三羟甲基丙烷与二羟甲基丙酸的物质的量比为1:8～10，三羟甲基丙烷、对甲苯磺酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.05～0.1:35～50；

s2.称取甲壳素纤维加入至n,n-二甲基甲酰胺中，超声分散至均匀后，加入三乙氧基硅烷和叶酸，超声分散处理1～3h后，过滤收集固体物并使用去离子水清洗2～4次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到叶酸改性甲壳素纤维；

其中，甲壳素纤维、三乙氧基硅烷、叶酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.08～0.15:0.2～0.4:30～50；

s3.将叶酸改性甲壳素纤维加入至丙酮中，超声分散至均匀后，加入多羟基超支化聚酯，室温下搅拌处理2～4h后，过滤收集固体物并使用丙酮洗涤3～5次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到改性甲壳素纤维；

其中，叶酸改性甲壳素纤维、多羟基超支化聚酯与丙酮的质量比为1:1.2～1.5:30～50。

本发明的有益效果为：

1.目前全世界仍有超过一亿人饮用不洁净的地下水，我国有超过两千万人口受不洁净的地下水的影响，上百万口地下井水水质亟待处理解决。本发明设置的净化设备中，设置了过滤网和多层陶瓷过滤板，且多层陶瓷过滤板的孔径大小从上至下依次递减，能够对水分进行多层的过滤处理，使最终得到的水分杂质成分含量降到最小。同时，本发明的净化设备结合了陶瓷过滤板与紫外线杀菌灯共同对待净化的水分进行杀菌和抑菌处理，使净化后的水分中细菌含量大大减少，取得了即使长期使用也不易滋生细菌的效果。

2.本发明在现有陶瓷过滤板中加入了抗菌纤维作为过滤板抗菌抑菌的主要成分，抗菌纤维是以甲壳素纤维为基体，通过进一步加强改性后得到的改性甲壳素纤维。甲壳素纤维的原料采用人们废弃的虾、蟹壳类，不仅不对自然资源造成危害，而且可减少这类废弃物对环境的污染。甲壳素纤维废弃物可自然生物降解，对环境不会造成破坏。甲壳素纤维呈碱性和高度的化学活性，从而具有良好的吸附、黏结、杀菌和透气等优良性能。但是甲壳素纤维的抗菌性能并不是很高，因此本发明在天然环保的甲壳素纤维的基础上，使用了环保的超支化聚酯和天然维生素叶酸对其进行改性，改性后的甲壳素纤维不仅在抗菌性能上得到增强，且与陶瓷材料之间融合性更好，因此能够更好地发挥出作用。

3.本发明采用的改性甲壳素纤维是一种动物纤维素，存在于虾、蟹、昆虫等甲壳动物的壳内和蘑菇、真菌和细菌等细胞膜内，具有一定的抗菌性能，但是甲壳素纤维的抗菌性能只有约70％左右，且甲壳素纤维与陶瓷材料的结合能力不强，很容易从陶瓷材料的表面脱落，从而导致抗菌性能更差，因此本发明对其进行改性处理，极大地增加了甲壳素纤维的抗菌性的同时，也增强了甲壳素纤维与陶瓷材料的结合性。本发明的改性甲壳素纤维是由甲壳素纤维的表面接枝叶酸后再进行超支化聚酯改性制备得到。其中，超支化聚酯是由三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸制备得到的羟基超支化聚酯，甲壳素纤维经过三乙氧基硅烷和叶酸的改性形成叶酸改性甲壳素纤维，之后通过羟基超支化聚酯与叶酸改性甲壳素纤维进行反应，使表面含有羟基(-oh)的超支化聚酯与表面含有羧基(-cooh)叶酸的甲壳素纤维进行接枝反应，最终制备得到表面超支化聚酯和叶酸改性的甲壳素纤维，即改性甲壳素纤维。

附图说明

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，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一种新型环保材料的净水设备的结构示意图。

附图标记：净水箱体外壳1、净水箱体内胆2、进水口3、出水口4、陶瓷过滤板5、紫外线杀菌灯6、灯罩保护套7、过滤网8、流量控制阀9。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种新型环保材料的净水设备，包括净水箱体外壳1和净水箱体内胆2，净水箱体外壳1一侧的上方设置有进水口3，进水口3与净水箱体内胆2相连通；净水箱体外壳1的底部设置而有出水口4，出水口4与净水箱体内胆2相连通；净水箱体内胆2的内部横向设置有多层陶瓷过滤板5；陶瓷过滤板5的成分为陶瓷材料和抗菌纤维。

所述净水箱体内胆2内部的下方设置有至少两个紫外线杀菌灯6，每个紫外线杀菌灯6的外侧均设置有灯罩保护套7。

所述陶瓷过滤板5的设置个数至少为两个；陶瓷过滤板5的材质相同；位于下方的陶瓷过滤板5的过滤孔孔径d1和位于上方的陶瓷过滤板5的滤孔孔径d2满足d1小于d2。

所述进水口3处设置有过滤网8，进水口3与所述出水口4处均设置有流量控制阀9。

所述陶瓷材料为氧化铝、碳化硅、氧化锆中的一种或多种。

所述陶瓷过滤板5中，陶瓷材料和抗菌纤维的质量比为1:0.2。

所述抗菌纤维是以甲壳素纤维为基体，通过进一步加强改性后得到的改性甲壳素纤维。

所述改性甲壳素纤维的制备方法为：

s1.称取三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸与n,n-二甲基甲酰胺加入至反应容器中，搅拌分散均匀后，通入氮气置换出反应容器中的空气，之后投入对甲苯磺酸，将反应容器置于油浴120～150℃的条件下搅拌反应4～6h，减压至15～20kpa后继续反应4～6h，恢复至常压后停止加热，待反应液温度降至45～60℃后，再通过乙醇-异辛烷体系重结晶处理，得到多羟基超支化聚酯；

其中，三羟甲基丙烷与二羟甲基丙酸的物质的量比为1:9，三羟甲基丙烷、对甲苯磺酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.08:40；

s2.称取甲壳素纤维加入至n,n-二甲基甲酰胺中，超声分散至均匀后，加入三乙氧基硅烷和叶酸，超声分散处理1～3h后，过滤收集固体物并使用去离子水清洗2～4次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到叶酸改性甲壳素纤维；

其中，甲壳素纤维、三乙氧基硅烷、叶酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.12:0.3:40；

s3.将叶酸改性甲壳素纤维加入至丙酮中，超声分散至均匀后，加入多羟基超支化聚酯，室温下搅拌处理2～4h后，过滤收集固体物并使用丙酮洗涤3～5次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到改性甲壳素纤维；

其中，叶酸改性甲壳素纤维、多羟基超支化聚酯与丙酮的质量比为1:1.3:40。

实施例2

一种新型环保材料的净水设备，包括净水箱体外壳1和净水箱体内胆2，净水箱体外壳1一侧的上方设置有进水口3，进水口3与净水箱体内胆2相连通；净水箱体外壳1的底部设置而有出水口4，出水口4与净水箱体内胆2相连通；净水箱体内胆2的内部横向设置有多层陶瓷过滤板5；陶瓷过滤板5的成分为陶瓷材料和抗菌纤维。

所述净水箱体内胆2内部的下方设置有至少两个紫外线杀菌灯6，每个紫外线杀菌灯6的外侧均设置有灯罩保护套7。

所述陶瓷过滤板5的设置个数至少为两个；陶瓷过滤板5的材质相同；位于下方的陶瓷过滤板5的过滤孔孔径d1和位于上方的陶瓷过滤板5的滤孔孔径d2满足d1小于d2。

所述进水口3处设置有过滤网8，进水口3与所述出水口4处均设置有流量控制阀9。

所述陶瓷材料为氧化铝、碳化硅、氧化锆中的一种或多种。

所述陶瓷过滤板5中，陶瓷材料和抗菌纤维的质量比为1:0.1。

所述抗菌纤维是以甲壳素纤维为基体，通过进一步加强改性后得到的改性甲壳素纤维。

所述改性甲壳素纤维的制备方法为：

s1.称取三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸与n,n-二甲基甲酰胺加入至反应容器中，搅拌分散均匀后，通入氮气置换出反应容器中的空气，之后投入对甲苯磺酸，将反应容器置于油浴120～150℃的条件下搅拌反应4～6h，减压至15～20kpa后继续反应4～6h，恢复至常压后停止加热，待反应液温度降至45～60℃后，再通过乙醇-异辛烷体系重结晶处理，得到多羟基超支化聚酯；

其中，三羟甲基丙烷与二羟甲基丙酸的物质的量比为1:8，三羟甲基丙烷、对甲苯磺酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.05:35；

s2.称取甲壳素纤维加入至n,n-二甲基甲酰胺中，超声分散至均匀后，加入三乙氧基硅烷和叶酸，超声分散处理1～3h后，过滤收集固体物并使用去离子水清洗2～4次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到叶酸改性甲壳素纤维；

其中，甲壳素纤维、三乙氧基硅烷、叶酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.08:0.2:30；

s3.将叶酸改性甲壳素纤维加入至丙酮中，超声分散至均匀后，加入多羟基超支化聚酯，室温下搅拌处理2～4h后，过滤收集固体物并使用丙酮洗涤3～5次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到改性甲壳素纤维；

其中，叶酸改性甲壳素纤维、多羟基超支化聚酯与丙酮的质量比为1:1.2:30。

实施例3

一种新型环保材料的净水设备，包括净水箱体外壳1和净水箱体内胆2，净水箱体外壳1一侧的上方设置有进水口3，进水口3与净水箱体内胆2相连通；净水箱体外壳1的底部设置而有出水口4，出水口4与净水箱体内胆2相连通；净水箱体内胆2的内部横向设置有多层陶瓷过滤板5；陶瓷过滤板5的成分为陶瓷材料和抗菌纤维。

所述净水箱体内胆2内部的下方设置有至少两个紫外线杀菌灯6，每个紫外线杀菌灯6的外侧均设置有灯罩保护套7。

所述陶瓷过滤板5的设置个数至少为两个；陶瓷过滤板5的材质相同；位于下方的陶瓷过滤板5的过滤孔孔径d1和位于上方的陶瓷过滤板5的滤孔孔径d2满足d1小于d2。

所述进水口3处设置有过滤网8，进水口3与所述出水口4处均设置有流量控制阀9。

所述陶瓷材料为氧化铝、碳化硅、氧化锆中的一种或多种。

所述陶瓷过滤板5中，陶瓷材料和抗菌纤维的质量比为1:0.1～0.3。

所述抗菌纤维是以甲壳素纤维为基体，通过进一步加强改性后得到的改性甲壳素纤维。

所述改性甲壳素纤维的制备方法为：

s1.称取三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸与n,n-二甲基甲酰胺加入至反应容器中，搅拌分散均匀后，通入氮气置换出反应容器中的空气，之后投入对甲苯磺酸，将反应容器置于油浴120～150℃的条件下搅拌反应4～6h，减压至15～20kpa后继续反应4～6h，恢复至常压后停止加热，待反应液温度降至45～60℃后，再通过乙醇-异辛烷体系重结晶处理，得到多羟基超支化聚酯；

其中，三羟甲基丙烷与二羟甲基丙酸的物质的量比为1:10，三羟甲基丙烷、对甲苯磺酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.1:50；

s2.称取甲壳素纤维加入至n,n-二甲基甲酰胺中，超声分散至均匀后，加入三乙氧基硅烷和叶酸，超声分散处理1～3h后，过滤收集固体物并使用去离子水清洗2～4次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到叶酸改性甲壳素纤维；

其中，甲壳素纤维、三乙氧基硅烷、叶酸与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.15:0.4:50；

s3.将叶酸改性甲壳素纤维加入至丙酮中，超声分散至均匀后，加入多羟基超支化聚酯，室温下搅拌处理2～4h后，过滤收集固体物并使用丙酮洗涤3～5次，之后置于真空干燥箱中干燥处理，得到改性甲壳素纤维；

其中，叶酸改性甲壳素纤维、多羟基超支化聚酯与丙酮的质量比为1:1.5:50。

对比例1

一种新型环保材料的净水设备，具体设置同实施例1，区别在于陶瓷过滤板不同，具体为：

所述陶瓷过滤板中，陶瓷材料和抗菌纤维的质量比为1:0.2。

所述抗菌纤维为甲壳素纤维。

对比例2

一种新型环保材料的净水设备，具体设置同实施例1，区别在于陶瓷过滤板中不添加抗菌纤维。

为了更清楚的说明本发明，将本发明实施例1～3以及对比例1～2制备的不同陶瓷过滤板的净水设备进行通入水进行净化对比，在实验过程中通入的水来自同一样本且水的流量相同，结果如表1所示。

表1不同陶瓷过滤板的抗菌效果

由表1可知，使用本发明实施例1～3的净水设备净水效果比对比例1～2要好很多，在使用了30天后的抗菌性能(金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和大肠杆菌)均能达到99％以上，说明本发明实施例1～3所制备的净水设备具有较为优异的抗菌效果。

最后应当说明的是，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。