用于去除饮用水中三氯生的过滤介质、滤芯以及制备方法_2

文档序号:9534136阅读:来源:国知局
穴直径大小均匀,能比孔道直径小的分子吸附到空穴内部,而把孔道大的分子 排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子、极性程度不同的分子、沸点不同的分子、饱 和程度不同的分子分离开来,即具有"筛分"分子的作用,故称为分子筛。本发明人发现,分 子筛对水中雌激素类药物具有强大的吸附和截留作用。
[0030] 常用的分子筛型号有:
[0031]A型:钟A(3A),钢A(4A),巧A(5A);
[0032]X型:巧X(10X),钢X(13X);
[0033]Y型:钢Y,巧Y。
[0034] 在本发明中,优选将存放时间较长并已经吸湿的分子筛经过再生处理。
[0035] 所述再生处理的方法优选可W为:
[0036] 将硫酸锭与分子筛裂化催化剂按照重量比为0. 25~1. 5:1混合均匀;加热至 250~600°C赔烧可获得可溶性盐;赔烧产物用水浸,使得可溶性盐溶于水中;过滤使溶液 与分子筛滤渣分离;滤渣用水或稀氨水洗涂,直至洗到无硫酸根离子;滤渣在50~100°C下 干燥。
[0037] 本发明使用的分子筛粉优选为纳米X型沸石分子筛粉,本发明人发现该分子筛比 其余分子筛对Ξ氯生去除效果更好。更优选为纳米分子筛。所述纳米分子筛的孔径优选为 0. 5~5nm,更优选为1~4nm。
[0038]本发明所述发孔剂是一类易分解产生大量气体而引起发孔作用的物质,其中偶氮 类化合物、碳酸氨钢、碳酸氨锭、碳酸锭、横酷腊类化合物、草酸等是其典型的代表。作为优 选,发孔剂为偶氮二甲酯胺、食品级碳酸氨锭、草酸中的至少一种。其中,食品级碳酸氨锭也 称食用级碳酸氨锭,与工业级碳酸氨锭相区别。虽然工业级碳酸氨锭也有发孔的作用,但是 它可能会含有对健康有害的杂质,不宜用作饮用水过滤介质的生产原料。
[0039] 超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、纳米分子筛粉和发孔剂烧结后,形成的网状结及 电荷性质增强了对Ξ氯生的吸附作用。通过运四种原料的相互配合和相互协同作用,共同 使得对于饮用水中的Ξ氯生的去除率高,效果好。
[0040] 在本发明中,优选还包括赔烧化2〇3粉末,所述赔烧化2〇3粉末与所述超高分子 量聚乙締粉、活性炭粉、纳米分子筛粉和发孔剂的重量比为50~100:100~300:100~ 150:100 ~200:50 ~100,更优选为 60 ~90:110 ~290:110 ~140:110 ~190:60 ~90。
[0041]本发明所述赔烧化2〇3粉末的赔烧方法优选具体为:
[0042]化2〇3粉末优选在380~420°C,更优选为400°C的高溫下,于箱式电阻炉内优选赔 烧3. 5~4.化,更优选赔烧4h后,研磨成200目金属粉末。
[0043] 本发明人创造性的发现,将赔烧化2〇3粉末与超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、纳 米分子筛粉和发孔剂经烧结后,形成相互协同作用,进一步增强了对Ξ氯生的吸附作用。
[0044] 在本发明中,优选还包括坡缕石粉。所述坡缕石粉与与所述超高分子量聚乙締 粉、活性炭粉、纳米分子筛粉和发孔剂的重量比为50~100:100~300:100~150:100~ 200:50 ~100,更优选为 60 ~90:110 ~290:110 ~140:110 ~190:60 ~90。
[0045] 坡缕石具有二维连续的娃氧四面体片,其中每个娃氧四面体都共用3个角顶,同 相邻的3个四面体相连,四面体中的活性氧指向沿b轴周期性反转。每任意两个娃氧四面 体片之间,活性氧与活性氧相对,惰性氧与惰性氧相对,且活性氧与0H-呈紧密堆积,阳离 子充填于活性氧与0H-构成的八面体空隙中,形成一维无限延伸的八面体片(带)。因此, 其结构可视为变2:1型结构层。在惰性氧相对的位置上有类似于沸石的宽大通道,并充填 着沸石水。每一八面体片(带)所连结的两个娃氧四面体片形成类似于角闪石"Γ字束的 带状结构层,并平行于a轴延伸。整个晶体结构可看成由运种带状结构层连结而成。因此, 坡缕石类似于角闪石发育{011}解理,并沿a轴发育形成棒状、纤维状形态。与辉石结构比 较,坡缕石的带状结构层宽度相当于辉石链的2倍化0 = 2X0. 9皿。单斜晶系,C2h3-P2/ m;a0 = 1. 34nm,bO= 1. 80nm,cO= 0. 5化m,β= 90。~93。;Z= 2。已发现一种斜方 对称和3种单斜对称的晶胞。结构特点是有沿a轴延伸的带状结构层和通道。
[0046] 本发明人创造性的发现上述坡缕石粉和上述超高分子量聚乙締粉、活性炭粉、纳 米分子筛粉和发孔剂具有协同作用,特别对于水中Ξ氯生去除率高,效果好。
[0047] 在本发明中,对于上述原料的来源和纯度没有特殊限制,优选为市售。
[0048] 本发明对于上述制备方法中步骤a)中所用的几种原料进行了较为详尽的描述, 在运几种原料的协同加合作用下,水中的Ξ氯生可W被充分吸附。
[0049] 在本发明中,对于上述原料的混合没有任何限制,可W为任何不会显著改变粉体 粒径和粒度分布的低剪切混合器或揽拌器,优选可W为纯的叶轮叶片的揽拌器、滚筒式混 合器、螺旋式揽拌器等。对于上述混合器和揽拌器的转速要视混合器的类型而定,对此不进 行限制,优选为避免扬起粉尘。
[0050] 将上述原料混合后,将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。
[0051] 具体为,将混合后的粉体填装入预先设计好的模具中,通过加压将其压实,压力优 选不大于2MPa,更优选为0. 4~1.OMPa,且与所用模具的材质相适应;模具可W由Ξ氯生、 铸铁、钢或任何适当的能承受相应压力和溫度的材料制造。可W在模具内表面涂敷脱模剂, 可选用硅氧烷油或任何其他的几乎不会吸附到过滤介质上的市售脱模剂,也可W使用脱模 纸。烧结溫度为200°C~240°C,优选为210°C~230°C;所述烧结时间为90分钟~120分 钟,更优选为95分钟~115分钟;烧结后冷却至40°C~60°C脱模。
[0052] 本发明还提供了W下技术方案:一种由上述过滤介质构成的去除饮用水中Ξ氯生 的滤忍。
[0053] 本发明还提供了W下技术方案:一种净水装置,包括上述的过滤介质或者滤忍。
[0054] 本发明还提供了 一种包括上述净水装置的饮水机。
[00巧]本发明在上述原料的协同作用下,制备得到的过滤介质对水中Ξ氯生的去除率 高,方法简单,适用于受其污染的饮用水,免除Ξ氯生对人体产生的伤害,使用简便,成本 低,另外由于使用的是滤忍,不是粉体,所W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Ξ氯生的去除率在98%W上。
[0056] 为了进一步说明本发明,W下结合实施例对本发明提供的去除饮用水Ξ氯生的过 滤介质进行详细描述。
[0057] 实施例1
[0058] (1)称取粒径为80μm超高分子量聚乙締粉lOOg,所述超高分子量聚乙締为北京 东方石油化工有限公司助剂二厂的M-I型产品,其分子量为150万;
[005引 似称取粒径为100μπι的医用活性炭粉lOOg,所述医用活性炭的比表面积为 SOOmVg;
[0060] (3)称取粒径为Inm纳米X型沸石分子筛lOOg ;
[0061] (4)称取发孔剂50g;
[0062] (5)将上述四种粉末放入机械揽拌器中揽拌10分钟混合均匀;
[006引 (6)将混合后的粉末装填入管状模具中,在0. 7MPa的液压压力下压制,在200°C溫 度下烧结120分钟;
[0064] (7)自然冷却至50°C然后用硅氧烷轴脱模剂脱模,即得滤忍。
[00财 实施例2
[006引 (1)称取粒径为80μm超高分子量聚乙締粉250g,所述超高分子量聚乙締为北京 东方石油化工有限公司助剂二厂的M-III型产品,其分子量为350万;
[0067]似称取粒径为150μπι的医用活性炭粉120g,所述医用活性炭的比表面积为 1SOOmVg;
[006引 (3)称取粒径为2nm纳米X型沸石分子筛
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