專利名稱：活性炭復(fù)合濾芯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈水器濾芯的制備方法，具體地說，涉及一種凈水器活性炭濾芯的制備方法。
背景技術(shù)：
由于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活污水的污染，水源質(zhì)量越來越差，自來水廠投藥量越來越多，作為消毒的副產(chǎn)品余氯嚴(yán)重危害人類的健康。氯是強(qiáng)氧化劑，對(duì)人體健康有不良的影響，余氯超標(biāo)是近百年來癌癥和心腦血管疾病發(fā)病率增高和年輕化的根本原因?；钚蕴孔鳛橐环N孔隙發(fā)達(dá)的炭質(zhì)材料，已經(jīng)廣泛用于分離、精制、催化劑、試劑回收及其他，特別是在公害治理方面得到廣泛的應(yīng)用。在凈水器領(lǐng)域，活性炭相當(dāng)于人體外部的肝臟，起到解毒作用。然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，顆?；钚蕴恳诧@現(xiàn)出諸多的缺點(diǎn)。在一定水壓下，由于水流速度較快，水與顆粒活性炭的接觸時(shí)間很短，吸附力不強(qiáng)，且顆粒散炭在水流的沖刷過程中會(huì)形成間隙過濾，使得一部分水在經(jīng)過炭床的時(shí)候接觸不到活性炭，達(dá)不到徹底去除致癌物質(zhì)余氯的目的。又顆粒活性炭強(qiáng)度低，在水流的沖擊下容易脫落粉末，從而發(fā)生出黑水污染水質(zhì)的現(xiàn)象；當(dāng)活性炭顆粒表面吸附一定的雜質(zhì)之后，在水流沖刷作用下，活性炭顆粒之間相互滾動(dòng)摩擦，使得表面吸附的雜質(zhì)又極易脫離吸附，影響凈水器的出水水質(zhì)，造成二次污染?，F(xiàn)有的活性炭復(fù)合濾芯的制備方法配方復(fù)雜、工序繁瑣、產(chǎn)品性能不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種活性炭的強(qiáng)度高、吸附力強(qiáng)且配方簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)便的活性炭復(fù)合濾芯的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，包括如下流程:活性炭復(fù)合濾芯所用的原料包括活性炭、高分子粘結(jié)材料、功能材料，上述原料中各組分重量比分別為活性炭50-99%、高分子粘結(jié)材料或者功能材料或者兩者的組合1-50% ；制備步驟為:(I)將活性炭、功能材料、高分子粘結(jié)材料分別粉碎研磨，并經(jīng)過80目或以上的細(xì)篩；(2)按上述配方秤取原料粉末，將原料粉末按照質(zhì)量份數(shù)混合，攪拌0.5-2小時(shí)，得到粉料；(3)將粉料經(jīng)過金屬模具壓制成型，制成半成品坯體；(4)將半成品坯體通過電爐烘干后，整齊排列放入真空電爐內(nèi)鐵架上，2-3個(gè)小時(shí)升溫至燒結(jié)溫度，保溫2個(gè)小時(shí)燒結(jié)熱處理；(5)自然冷卻至室溫，將燒結(jié)后的制品取出，即可制得活性炭復(fù)合濾芯。
進(jìn)一步，所述高分子粘結(jié)材料可為食用級(jí)聚乙烯。進(jìn)一步，所述功能材料為斜發(fā)沸石、納米金屬簇、天然硅藻土中的一種或幾種。進(jìn)一步，所述活性炭為80目以上的優(yōu)質(zhì)椰殼活性炭。進(jìn)一步，所述燒結(jié)溫度為300°C。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以活性炭粉末和功能材料為原料，加入高分子粘結(jié)粉料混合后通過金屬模具壓制成型，高溫?zé)Y(jié)即可制得剛性強(qiáng)的活性炭復(fù)合濾芯，并且可以加工成各種形狀和尺寸的產(chǎn)品，制備方法簡(jiǎn)單易行，原料易得，成本低廉，去除污染能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明活性炭復(fù)合濾芯的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，所述活性炭復(fù)合濾芯所用的原料包括活性炭、高分子粘結(jié)材料、功能材料，上述原料中各組分重量比分別為活性炭50-99%、高分子粘結(jié)材料或者功能材料或者兩者的組合1-50%。所述活性炭為80目以上的優(yōu)質(zhì)椰殼活性炭，所述高分子粘結(jié)材料可為食用級(jí)聚乙烯，所述功能材料為斜發(fā)沸石、納米金屬簇、天然硅藻土中的一種或幾種。具體制備步驟為:(I)將活性炭、功能材料、高分子粘結(jié)材料分別粉碎研磨，并經(jīng)過80目或以上的細(xì)篩；(2)按上述配方秤取原料粉末，將原料粉末按照質(zhì)量份數(shù)混合，攪拌0.5-2小時(shí)，得到粉料；(3)將粉料經(jīng)過金屬模具壓制成型，制成半成品坯體；(4)將半成品坯體通過電爐烘干后，整齊排列放入真空電爐內(nèi)鐵架上，2-3個(gè)小時(shí)升溫至燒結(jié)溫度，保溫2個(gè)小時(shí)燒結(jié)熱處理；(5)自然冷卻至室溫，將燒結(jié)后的制品取出，即可制得活性炭復(fù)合濾芯。實(shí)施例1:請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例揭示了一種10寸標(biāo)準(zhǔn)圓柱形活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，所述活性炭復(fù)合濾芯所用的原料及其質(zhì)量份數(shù)為:200目斯里蘭卡產(chǎn)的美國(guó)卡爾岡椰殼炭粉末90%，碘值1200 ；200目的食用級(jí)聚乙烯(PE) 10%。制備步驟:(I)原料預(yù)處理:將活性炭、聚乙烯分別研碎，過200目篩。(2)配料成型:按上述配方秤取原料并混合均勻，將混合后的原料按照(質(zhì)量比)混合料I份的比例投入攪拌機(jī)，攪拌0.5-2小時(shí)，得到粉料，加入少量純水，粉料采用半干壓成圓柱型，成型后進(jìn)行干燥。(3)燒結(jié):將干燥后的坯體，整齊放入真空電爐中進(jìn)行燒結(jié)熱處理:升溫速率:IOO0C /h，在300°C處保溫2小時(shí)；在高溫條件下，PE粘結(jié)劑會(huì)冒煙揮發(fā)掉，剩下的燒結(jié)炭棒活性炭占重量95%以上。I支成品重量400克。
(4)電爐內(nèi)的溫度降到室溫，即可將產(chǎn)品取出，即可得孔徑5微米的10寸燒結(jié)活性炭。為了避免燒結(jié)炭過早堵塞，浪費(fèi)燒結(jié)炭的去污染能力。可以在外面包裹1-2層孔徑0.5微米的醫(yī)用級(jí)無紡布，兩端用食用級(jí)聚丙烯(PP)塑料蓋用食用級(jí)熱熔膠粘牢。實(shí)施例2:請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例揭示了一種利用活性炭和納米金屬簇為原料制備活性炭復(fù)合濾芯的方法，所述活性炭復(fù)合濾芯所用的原料及其質(zhì)量份數(shù)為:400目產(chǎn)地斯里蘭卡、美國(guó)卡爾R椰殼活性炭粉末80%，碘值1200 ;400目納米金屬簇10% ；400目食用級(jí)聚乙烯(PE) 10 %0制備步驟:(I)原料預(yù)處理:將3種材料分別研碎，過400目篩。(2)配料成型:按上述配方秤取原料并混合均勻，將混合后的原料按照(質(zhì)量比)混合料I份的比例投入攪拌機(jī)，攪拌0.5-2小時(shí)，得到粉料，加入少量純水，粉料采用半干壓成圓柱型，成型后進(jìn)行干燥。(3)燒結(jié):將干燥后的坯體，整齊放入真空電爐中進(jìn)行燒結(jié)熱處理:升溫速率:IOO0C /h，在300°C處保溫2小時(shí)；在高溫條件下，粘結(jié)劑會(huì)冒煙揮發(fā)掉，剩下的燒結(jié)炭棒活性炭占重量將近90 %。(4)電爐內(nèi)的溫度降到室溫，即可將產(chǎn)品取出，即可得孔徑0.5微米的燒結(jié)活性炭復(fù)合濾芯。為了避免燒結(jié)炭過早堵塞，浪費(fèi)燒結(jié)炭的去污染能力?？梢栽谕饷姘?-2層孔徑0.5微米的醫(yī)用級(jí)無紡布，兩端用食用級(jí)聚丙烯(PP)塑料蓋用食用級(jí)熱熔膠粘牢。高密度燒結(jié)活性炭在成型工藝方面是在高溫下自然活化成型工藝，孔徑的控制是利用發(fā)孔劑原理來控制，孔徑的大小可人為控制，同時(shí)可形成孔徑的曲折，水經(jīng)過濾芯時(shí)延長(zhǎng)了水與濾料的接觸時(shí)間。同時(shí)，在原材料的選擇上，該濾芯在原材料上全部選用粉體材料，充分利用粉體材料吸附的優(yōu)勢(shì)，大大增加了原材料的吸附表面積和吸附速度，使得制出的濾芯親水性極強(qiáng)，水一滴到濾芯表面即刻被吸收。對(duì)原水中的顏色、異味、有機(jī)物(如農(nóng)藥殺蟲等致癌、致畸、致突變化學(xué)物質(zhì))均能起到立竿見影的效果。同時(shí)水中的雜質(zhì)一旦吸附在曲折的孔徑通道內(nèi)，就不會(huì)脫離吸附，直至越聚越多到最后出水量越來越小，形成自然堵塞。本發(fā)明利用優(yōu)質(zhì)的椰殼活性炭粉天然的微孔特性，與食用級(jí)的粘結(jié)劑(PE)粉末直接混合后成型，再經(jīng)過高溫(300攝氏度)燒結(jié)就可得到成品。燒結(jié)過程中，高分子粘結(jié)劑冒煙揮發(fā)掉，剩下基本上是微晶結(jié)構(gòu)的炭粉。根據(jù)不同地區(qū)水源不同，可以添加部分功能材料。例如，加入同等目數(shù)的斜發(fā)沸石粉料，可以有離子交換的作用，活性炭去除非極性污染物，沸石去除極性污染物，同時(shí)有一定的軟化水質(zhì)的作用；加入納米金屬簇粉料，可以去除原水中的鉛、砷、汞、鎘等重金屬，同時(shí)有抑制細(xì)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，利用其多孔屬性，起到過濾藻類、細(xì)菌、鐵銹、泥沙、紅蟲、膠體、懸浮物等雜質(zhì)的作用。本發(fā)明以活性炭粉末和功能材料為原料，加入高分子粘結(jié)粉料混合后通過金屬模具壓制成型，高溫?zé)Y(jié)即可制得剛性強(qiáng)的活性炭復(fù)合濾芯，并且可以加工成各種形狀和尺寸的產(chǎn)品，制備方法簡(jiǎn)單易行，原料易得，成本低廉，去除污染能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1.一種活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，其特征在于，包括如下流程: 活性炭復(fù)合濾芯所用的原料包括活性炭、高分子粘結(jié)材料、功能材料，上述原料中各組分重量比分別為活性炭50-99%、高分子粘結(jié)材料或者功能材料或者兩者的組合1-50% ； 制備步驟為: (1)將活性炭、功能材料、高分子粘結(jié)材料分別粉碎研磨，并經(jīng)過80目或以上的細(xì)篩； (2)按上述配方秤取原料粉末，將原料粉末按照質(zhì)量份數(shù)混合，攪拌0.5-2小時(shí)，得到粉料； (3)將粉料經(jīng)過金屬模具壓制成型，制成半成品坯體； (4)將半成品坯體通過電爐烘干后，整齊排列放入真空電爐內(nèi)鐵架上，2-3個(gè)小時(shí)升溫至燒結(jié)溫度，保溫2個(gè)小時(shí)燒結(jié)熱處理； (5)自然冷卻至室溫，將燒結(jié)后的制品取出，即可制得活性炭復(fù)合濾芯。
2.如權(quán)利要求1所述的活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，其特征在于:所述高分子粘結(jié)材料可為食用級(jí)聚乙烯。
3.如權(quán)利要求1所述的活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，其特征在于:所述功能材料為斜發(fā)沸石、納米金屬簇、天然硅藻土中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，其特征在于:所述活性炭為80目以上的優(yōu)質(zhì)椰殼活性炭。
5.如權(quán)利要求1所述的活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，其特征在于:所述燒結(jié)溫度為300。。。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活性炭復(fù)合濾芯的制備方法，活性炭復(fù)合濾芯所用的原料主要為活性炭和高分子粘結(jié)材料，根據(jù)各地水源水質(zhì)不同，凈化要求不同，添加部分針對(duì)性功能材料，例如天然分子篩沸石、納米金屬簇、多孔天然硅藻土等。經(jīng)過原料混合攪拌、壓制成型、高溫?zé)Y(jié)就可得到成品。本發(fā)明以活性炭粉末和功能材料為原料，加入高分子粘結(jié)粉料混合后通過金屬模具壓制成型，高溫?zé)Y(jié)即可制得剛性強(qiáng)的活性炭復(fù)合濾芯，并且可以加工成各種形狀和尺寸的產(chǎn)品，制備方法簡(jiǎn)單易行，原料易得，成本低廉，去除污染能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J20/20GK103143204SQ201310102029
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者李彤 申請(qǐng)人:李彤, 羅明潔