专利名称：活性炭复合滤芯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种净水器滤芯的制备方法，具体地说，涉及一种净水器活性炭滤芯的制备方法。
背景技术：
由于工业、农业、生活污水的污染，水源质量越来越差，自来水厂投药量越来越多，作为消毒的副产品余氯严重危害人类的健康。氯是强氧化剂，对人体健康有不良的影响，余氯超标是近百年来癌症和心脑血管疾病发病率增高和年轻化的根本原因。活性炭作为一种孔隙发达的炭质材料，已经广泛用于分离、精制、催化剂、试剂回收及其他，特别是在公害治理方面得到广泛的应用。在净水器领域，活性炭相当于人体外部的肝脏，起到解毒作用。然而在实际应用过程中，颗粒活性炭也显现出诸多的缺点。在一定水压下，由于水流速度较快，水与颗粒活性炭的接触时间很短，吸附力不强，且颗粒散炭在水流的冲刷过程中会形成间隙过滤，使得一部分水在经过炭床的时候接触不到活性炭，达不到彻底去除致癌物质余氯的目的。又颗粒活性炭强度低，在水流的冲击下容易脱落粉末，从而发生出黑水污染水质的现象；当活性炭颗粒表面吸附一定的杂质之后，在水流冲刷作用下，活性炭颗粒之间相互滚动摩擦，使得表面吸附的杂质又极易脱离吸附，影响净水器的出水水质，造成二次污染。现有的活性炭复合滤芯的制备方法配方复杂、工序繁琐、产品性能不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种活性炭的强度高、吸附力强且配方简单、工艺简便的活性炭复合滤芯的制备方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种活性炭复合滤芯的制备方法，包括如下流程:活性炭复合滤芯所用的原料包括活性炭、高分子粘结材料、功能材料，上述原料中各组分重量比分别为活性炭50-99%、高分子粘结材料或者功能材料或者两者的组合1-50% ；制备步骤为:(I)将活性炭、功能材料、高分子粘结材料分别粉碎研磨，并经过80目或以上的细筛；(2)按上述配方秤取原料粉末，将原料粉末按照质量份数混合，搅拌0.5-2小时，得到粉料；(3)将粉料经过金属模具压制成型，制成半成品坯体；(4)将半成品坯体通过电炉烘干后，整齐排列放入真空电炉内铁架上，2-3个小时升温至烧结温度，保温2个小时烧结热处理；(5)自然冷却至室温，将烧结后的制品取出，即可制得活性炭复合滤芯。
进一步，所述高分子粘结材料可为食用级聚乙烯。进一步，所述功能材料为斜发沸石、纳米金属簇、天然硅藻土中的一种或几种。进一步，所述活性炭为80目以上的优质椰壳活性炭。进一步，所述烧结温度为300°C。与现有技术相比，本发明以活性炭粉末和功能材料为原料，加入高分子粘结粉料混合后通过金属模具压制成型，高温烧结即可制得刚性强的活性炭复合滤芯，并且可以加工成各种形状和尺寸的产品，制备方法简单易行，原料易得，成本低廉，去除污染能力强，使用寿命长，适合大规模工业化生产。
图1为本发明活性炭复合滤芯的制备方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。请参阅图1，本发明揭示了一种活性炭复合滤芯的制备方法，所述活性炭复合滤芯所用的原料包括活性炭、高分子粘结材料、功能材料，上述原料中各组分重量比分别为活性炭50-99%、高分子粘结材料或者功能材料或者两者的组合1-50%。所述活性炭为80目以上的优质椰壳活性炭，所述高分子粘结材料可为食用级聚乙烯，所述功能材料为斜发沸石、纳米金属簇、天然硅藻土中的一种或几种。具体制备步骤为:(I)将活性炭、功能材料、高分子粘结材料分别粉碎研磨，并经过80目或以上的细筛；(2)按上述配方秤取原料粉末，将原料粉末按照质量份数混合，搅拌0.5-2小时，得到粉料；(3)将粉料经过金属模具压制成型，制成半成品坯体；(4)将半成品坯体通过电炉烘干后，整齐排列放入真空电炉内铁架上，2-3个小时升温至烧结温度，保温2个小时烧结热处理；(5)自然冷却至室温，将烧结后的制品取出，即可制得活性炭复合滤芯。实施例1:请参阅图1，本实施例揭示了一种10寸标准圆柱形活性炭复合滤芯的制备方法，所述活性炭复合滤芯所用的原料及其质量份数为:200目斯里兰卡产的美国卡尔冈椰壳炭粉末90%，碘值1200 ；200目的食用级聚乙烯(PE) 10%。制备步骤:(I)原料预处理:将活性炭、聚乙烯分别研碎，过200目筛。(2)配料成型:按上述配方秤取原料并混合均匀，将混合后的原料按照(质量比)混合料I份的比例投入搅拌机，搅拌0.5-2小时，得到粉料，加入少量纯水，粉料采用半干压成圆柱型，成型后进行干燥。(3)烧结:将干燥后的坯体，整齐放入真空电炉中进行烧结热处理:升温速率:IOO0C /h，在300°C处保温2小时；在高温条件下，PE粘结剂会冒烟挥发掉，剩下的烧结炭棒活性炭占重量95%以上。I支成品重量400克。
(4)电炉内的温度降到室温，即可将产品取出，即可得孔径5微米的10寸烧结活性炭。为了避免烧结炭过早堵塞，浪费烧结炭的去污染能力。可以在外面包裹1-2层孔径0.5微米的医用级无纺布，两端用食用级聚丙烯(PP)塑料盖用食用级热熔胶粘牢。实施例2:请参阅图1，本实施例揭示了一种利用活性炭和纳米金属簇为原料制备活性炭复合滤芯的方法，所述活性炭复合滤芯所用的原料及其质量份数为:400目产地斯里兰卡、美国卡尔R椰壳活性炭粉末80%，碘值1200 ;400目纳米金属簇10% ；400目食用级聚乙烯(PE) 10 %0制备步骤:(I)原料预处理:将3种材料分别研碎，过400目筛。(2)配料成型:按上述配方秤取原料并混合均匀，将混合后的原料按照(质量比)混合料I份的比例投入搅拌机，搅拌0.5-2小时，得到粉料，加入少量纯水，粉料采用半干压成圆柱型，成型后进行干燥。(3)烧结:将干燥后的坯体，整齐放入真空电炉中进行烧结热处理:升温速率:IOO0C /h，在300°C处保温2小时；在高温条件下，粘结剂会冒烟挥发掉，剩下的烧结炭棒活性炭占重量将近90 %。(4)电炉内的温度降到室温，即可将产品取出，即可得孔径0.5微米的烧结活性炭复合滤芯。为了避免烧结炭过早堵塞，浪费烧结炭的去污染能力。可以在外面包裹1-2层孔径0.5微米的医用级无纺布，两端用食用级聚丙烯(PP)塑料盖用食用级热熔胶粘牢。高密度烧结活性炭在成型工艺方面是在高温下自然活化成型工艺，孔径的控制是利用发孔剂原理来控制，孔径的大小可人为控制，同时可形成孔径的曲折，水经过滤芯时延长了水与滤料的接触时间。同时，在原材料的选择上，该滤芯在原材料上全部选用粉体材料，充分利用粉体材料吸附的优势，大大增加了原材料的吸附表面积和吸附速度，使得制出的滤芯亲水性极强，水一滴到滤芯表面即刻被吸收。对原水中的颜色、异味、有机物(如农药杀虫等致癌、致畸、致突变化学物质)均能起到立竿见影的效果。同时水中的杂质一旦吸附在曲折的孔径通道内，就不会脱离吸附，直至越聚越多到最后出水量越来越小，形成自然堵塞。本发明利用优质的椰壳活性炭粉天然的微孔特性，与食用级的粘结剂(PE)粉末直接混合后成型，再经过高温(300摄氏度)烧结就可得到成品。烧结过程中，高分子粘结剂冒烟挥发掉，剩下基本上是微晶结构的炭粉。根据不同地区水源不同，可以添加部分功能材料。例如，加入同等目数的斜发沸石粉料，可以有离子交换的作用，活性炭去除非极性污染物，沸石去除极性污染物，同时有一定的软化水质的作用；加入纳米金属簇粉料，可以去除原水中的铅、砷、汞、镉等重金属，同时有抑制细菌滋生的作用；加入HTN材料，可以去除原水中的氟；加入天然硅藻土，利用其多孔属性，起到过滤藻类、细菌、铁锈、泥沙、红虫、胶体、悬浮物等杂质的作用。本发明以活性炭粉末和功能材料为原料，加入高分子粘结粉料混合后通过金属模具压制成型，高温烧结即可制得刚性强的活性炭复合滤芯，并且可以加工成各种形状和尺寸的产品，制备方法简单易行，原料易得，成本低廉，去除污染能力强，使用寿命长，适合大规模工业化生产。以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
权利要求
1.一种活性炭复合滤芯的制备方法，其特征在于，包括如下流程: 活性炭复合滤芯所用的原料包括活性炭、高分子粘结材料、功能材料，上述原料中各组分重量比分别为活性炭50-99%、高分子粘结材料或者功能材料或者两者的组合1-50% ； 制备步骤为: (1)将活性炭、功能材料、高分子粘结材料分别粉碎研磨，并经过80目或以上的细筛； (2)按上述配方秤取原料粉末，将原料粉末按照质量份数混合，搅拌0.5-2小时，得到粉料； (3)将粉料经过金属模具压制成型，制成半成品坯体； (4)将半成品坯体通过电炉烘干后，整齐排列放入真空电炉内铁架上，2-3个小时升温至烧结温度，保温2个小时烧结热处理； (5)自然冷却至室温，将烧结后的制品取出，即可制得活性炭复合滤芯。
2.如权利要求1所述的活性炭复合滤芯的制备方法，其特征在于:所述高分子粘结材料可为食用级聚乙烯。
3.如权利要求1所述的活性炭复合滤芯的制备方法，其特征在于:所述功能材料为斜发沸石、纳米金属簇、天然硅藻土中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的活性炭复合滤芯的制备方法，其特征在于:所述活性炭为80目以上的优质椰壳活性炭。
5.如权利要求1所述的活性炭复合滤芯的制备方法，其特征在于:所述烧结温度为300。。。
全文摘要
本发明公开了一种活性炭复合滤芯的制备方法，活性炭复合滤芯所用的原料主要为活性炭和高分子粘结材料，根据各地水源水质不同，净化要求不同，添加部分针对性功能材料，例如天然分子筛沸石、纳米金属簇、多孔天然硅藻土等。经过原料混合搅拌、压制成型、高温烧结就可得到成品。本发明以活性炭粉末和功能材料为原料，加入高分子粘结粉料混合后通过金属模具压制成型，高温烧结即可制得刚性强的活性炭复合滤芯，并且可以加工成各种形状和尺寸的产品，制备方法简单易行，原料易得，成本低廉，去除污染能力强，使用寿命长，适合大规模工业化生产。
文档编号B01J20/20GK103143204SQ201310102029
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者李彤 申请人:李彤, 罗明洁