CN110075615A - 一种复合净水滤芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合净水滤芯及其制备方法，所述滤芯包括以下质量含量的各组分：口感改善因子5％‑20％、活性炭68％‑90％、抗菌剂3％‑5％、粘结剂2％‑15％。本发明通过在滤芯生产中添加抗菌剂，在保留原有矿物质的同时，能有效去除细菌污染问题，改善饮用水口感，提高滤芯使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及过滤滤芯技术领域，具体地说，涉及一种复合净水滤芯及其制备方法。
背景技术
利用反渗透膜方式净水后，水几乎变成“纯水”，长期饮用这样的水，身体会渐渐缺乏K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等“营养”，因此常增加麦饭石、高岭土、椰壳炭等物质制备后置净水滤芯，增加矿物质浓度，使饮用水口味甘甜。但该种后置滤芯自身极易滋生细菌，随后产生污染及异味。
现有专利中，CN103768869 A中公开了一种复合活性炭超滤滤芯及其制备方法，其滤芯的组成与质量比含量为活性炭50～65，硅藻土5～10，高岭土29.8～35，抗菌剂0.1～0.5，金属离子添加剂0～3，石墨烯微片0.1～1.5。将石墨烯微片放入N-甲基吡咯烷酮水溶液中分散为2～25g/L的石墨烯微片分散液；将硅藻土、高岭土、活性炭、抗菌剂、金属离子添加剂和石墨烯微片分散液球磨后，取出浆料，熟化后得到注浆成型用的浆料，倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为8～15mm后，倒出未吸附的流动浆料，获得空心滤芯胚体，脱气处理后，把滤芯胚体从石膏模内脱出，得到滤芯生坯，干燥烧结还原，冷却，即得复合活性炭超滤滤芯。但该方法的烧结温度需850-920℃、烧结时间较长。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种复合净水滤芯及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种复合净水滤芯，包括以下质量含量的各组分：
口感改善因子5％-20％、活性炭68％-90％、抗菌剂3％-5％、粘结剂2％-15％。
优选地，所述口感改善因子选自硅藻土、麦饭石、高岭土、膨润土及天然远红外矿化石中的一种或几种。
优选地，所述口感改善因子的颗粒目数为80-200目。
优选地，所述活性炭为椰壳活性炭、木质活性炭或煤质活性炭中的一种或几种。
优选地，所述活性炭的颗粒目数为40-200目。
优选地，所述粘结剂为PE树脂、PE粉、EVA粉末的一种或几种。
优选地，所述抗菌剂为石墨烯复合抗菌剂，包括质量分数为5-20％的石墨烯和80-95％的复合剂，所述复合剂选自单甲酯单钠、苯甲酸钠、富马酸、喹诺酮类中的一种或几种。
本发明还提供了一种复合净水滤芯的制备方法，包括以下步骤：
A、将口感改善因子和活性炭研磨成颗粒后，与抗菌剂、粘接剂混合，搅拌均匀；
B、将步骤A获得的混合物均匀放入成型模具中，然后进行升温烧结；
C、将步骤B处理后的成型模具进行梯度降温，即得所述石墨烯复合净水滤芯。
优选地，步骤A中，所述搅拌速度为50-500rmp，搅拌时间为20-40min；
步骤B中，所述升温烧结的具体条件为：模具在200-350℃下开始烧结，并以1℃/min-10℃/min的升温速度进行升温烧结30-70min。
优选地，步骤C中，所述梯度降温的具体步骤为：模具以5℃/min-10℃/min的降温速度进行降温5-20min，之后保持该温度10-60min；然后再以10℃/min-20℃/min的降温速度降至室温。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过在滤芯生产中添加抗菌剂，在保留原有矿物质的同时，能有效去除细菌污染问题，改善饮用水口感。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种复合滤芯的制备方法，具体步骤如下：
1、将硅藻土研磨成目数为80目的颗粒状，同时将椰壳活性炭研磨成目数为200目的颗粒状，之后按表1的质量百分含量配比添加抗菌剂(按石墨烯5％、单甲酯单钠95％配比而成)及粘结剂(PE树脂)，进行混合，50rmp的搅拌速度下搅拌40min，使物料混合均匀。
2、将混合物料放入成型模具中，并通过机械震动的方法使混合物料在模具中填料均匀，使模具中的各部分都填充有混合物料。
3、再将模具放入烧结炉，使模具在200℃下开始烧结，并以10℃/min升温速度对模具进行升温烧结70min，使模具内的混合物料中的粘结剂完全挥发。
4、将模具从烧结炉中取出后，并对模具进行梯度降温(以5℃/min的降温速度进行降温20min，之后保持该温度10min；之后以20℃/min的降温速度降至室温)，待模具降温冷却后，打开模具，既得所述石墨烯复合净水滤芯。
实施例2
本实施例提供了一种石墨烯阻垢滤芯的制备方法，具体步骤如下：
1、将麦饭石研磨成目数为100目的颗粒状，同时将木质活性炭研磨成目数为40目的颗粒状，之后按表1的质量配比添加抗菌剂(按石墨烯10％、苯甲酸钠90％配比而成)及粘结剂(PE粉)，进行混合，200rmp的搅拌速度下搅拌30min，使物料混合均匀。
2、将混合物料放入成型模具中，并通过机械震动的方法使混合物料在模具中填料均匀，使模具中的各部分都填充有混合物料。
3、再将模具放入烧结炉，使模具在280℃下开始烧结，并以5℃/min升温速度对模具进行升温烧结50min，使模具内的混合物料中的粘结剂完全挥发。
4、将模具从烧结炉中取出后，并对模具进行梯度降温(以10℃/min的降温速度进行降温5min，之后保持该温度60min；之后以10℃/min的降温速度降至室温)，待模具降温冷却后，打开模具，既得所诉石墨烯复合净水滤芯。
实施例3
本实施例提供了一种石墨烯阻垢滤芯的制备方法，具体步骤如下：
1、将高岭土研磨成目数为200目的颗粒状，同时将煤质活性炭研磨成目数为100目的颗粒状，之后按表1的质量配比添加抗菌剂(按石墨烯20％、富马酸80％配比而成)及粘结剂(EVA粉)，进行混合，500rpm的搅拌速度下搅拌20min，使物料混合均匀。
2、将混合物料放入成型模具中，并通过机械震动的方法使混合物料在模具中填料均匀，使模具中的各部分都填充有混合物料。
3、再将模具放入烧结炉，使模具在350℃下开始烧结，并以1℃/min升温速度对模具进行升温烧结30min，使模具内的混合物料中的粘结剂完全挥发。
4、将模具从烧结炉中取出后，并对模具进行梯度降温(以8℃/min的降温速度进行降温10min，之后保持该温度30min；之后以15℃/min的降温速度降至室温)，待模具降温冷却后，打开模具，既得所诉石墨烯复合净水滤芯。
实施例4
本实施例提供了一种石墨烯阻垢滤芯的制备方法，具体步骤如下：
1、将膨润土研磨成目数为80目的颗粒状，同时将椰壳活性炭研磨成目数为100目的颗粒状，之后按表1的质量配比添加抗菌剂(按石墨烯15％、喹诺酮类85％配比而成)及粘结剂(PE树脂)，进行混合，200rpm的搅拌速度下搅拌20min，使物料混合均匀。
步骤2-4与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本实施例的抗菌剂按石墨烯15％、单甲酯单钠85％配比而成。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例的抗菌剂按石墨烯5％、苯甲酸钠95％配比而成。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例的抗菌剂按石墨烯2％、单甲酯单钠98％配比而成。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例的抗菌剂按石墨烯25％、单甲酯单钠75％配比而成。
表1
对比例1
本对比例与实施例1的方法基本相同，不同之处仅在于：步骤1中，本对比例采用的硅藻土研磨成目数为60目的颗粒状。
对比例2
本对比例与实施例2的方法基本相同，不同之处仅在于：步骤1中，本对比例采用的木质活性炭研磨成目数为20目的颗粒状。
对比例3
本对比例与实施例1的方法基本相同，不同之处仅在于：步骤3中，本对比例采用250℃下恒温烧结。
对比例4
本对比例与实施例3的方法基本相同，不同之处仅在于：步骤3中，本对比例烧结开始温度为400℃。
对比例5
本对比例与实施例3的方法基本相同，不同之处仅在于：步骤4中，本对比例采用以8℃/min的降温速度持续降温至室温进行冷却。
对比例6-8
本对比例6-8与实施例1的方法基本相同，不同之处仅在于：对比例6-8的步骤1中，各组分的质量百分含量配比如表1所示。
性能测试
将各实施例和对比例制备的复合净水滤芯进行性能测试，测试方法如下：
矿物质含量测试方法：利用TCCAO17电感耦合等离子发射光谱仪，根据GB/T5750.6-2006检测市政水经过石墨烯复合滤芯后钾离子、钠离子及钙离子的浓度含量；
抗菌率：对该石墨烯复合滤芯按照ASTM-E2149-13a测试24h后对金黄色葡萄球菌的抗菌率；
饮用水口感：测试员直接饮用过滤后的水，结果分为口味甘甜，口味一般，口味干涩三种。
结果如表1所示。
表2
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合净水滤芯，其特征在于，包括以下质量含量的各组分：
口感改善因子5％-20％、活性炭68％-90％、抗菌剂3％-5％、粘结剂2％-15％。
2.根据权利要求1所述的复合净水滤芯，其特征在于，所述口感改善因子选自硅藻土、麦饭石、高岭土、膨润土及天然远红外矿化石中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的复合净水滤芯，其特征在于，所述口感改善因子的颗粒目数为80-200目。
4.根据权利要求1所述的复合净水滤芯，其特征在于，所述活性炭为椰壳活性炭、木质活性炭或煤质活性炭中的一种或几种。
5.根据权利要求1或4所述的复合净水滤芯，其特征在于，所述活性炭的颗粒目数为40-200目。
6.根据权利要求1所述的复合净水滤芯，其特征在于，所述粘结剂为PE树脂、PE粉、EVA粉末的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的复合净水滤芯，其特征在于，所述抗菌剂为石墨烯复合抗菌剂，包括质量分数为5-20％的石墨烯和80-95％的复合剂，所述复合剂选自单甲酯单钠、苯甲酸钠、富马酸、喹诺酮类中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1所述的复合净水滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将口感改善因子和活性炭研磨成颗粒后，与抗菌剂、粘接剂混合，搅拌均匀；
B、将步骤A获得的混合物均匀放入成型模具中，然后进行升温烧结；
C、将步骤B处理后的成型模具进行梯度降温，即得所述石墨烯复合净水滤芯。
9.根据权利要求8所述的复合净水滤芯的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述搅拌速度为50-500rmp，搅拌时间为20-40min；
步骤B中，所述升温烧结的具体条件为：模具在200-350℃下开始烧结，并以1℃/min-10℃/min的升温速度进行升温烧结30-70min。
10.根据权利要求8所述的复合净水滤芯的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述梯度降温的具体步骤为：
模具以5℃/min-10℃/min的降温速度进行降温5-20min，之后保持该温度10-60min；然后再以10℃/min-20℃/min的降温速度降至室温。
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