一种活性炭滤水滤芯及其生产工艺的制作方法

1.本发明涉及滤芯技术领域，具体为一种活性炭滤水滤芯及其生产工艺。


背景技术：

2.活性炭滤芯由于具有优异的去味、去色、去有机物等特性，在制备滤芯产品中被广泛运用。
3.目前，活性炭在滤水滤芯中的应用也较多，其通过活性炭颗粒吸附水中的有机物、重金属例子等，从而起到水质净化作用。传统活性炭滤芯一般采用粘结剂与活性炭高温煅烧定型的方法制备而成。
4.但是在制备过程中，由于采用直接将粘结剂与活性炭混合煅烧的方式制备而成，活性炭的粘结效果一般，容易掉落影响水质安全，同时掉落后活性炭的间隙变大也会影响滤水效果。
5.因此提出一种活性炭滤水滤芯及其生产工艺以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种活性炭滤水滤芯及其生产工艺，以解决上述背景技术中二氟草酸硼酸锂结晶水难以除去以及不溶物较高的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种活性炭滤水滤芯，所述活性炭滤水滤芯包括以下质量百分数的原料：改性活性炭颗粒60~80%，聚乳酸纤维2~7%，余量为改性植物纤维；所述的改性活性炭颗粒包括以下原料：活性炭颗粒，碳酸钠，膨胀珍珠岩，纳米级氧化硅；所述的改性植物纤维包括以下原料：板栗壳，硅藻土，羟乙基纤维素，热塑性淀粉，聚乳酸。
8.更进一步的，所述的改性活性炭颗粒包括以下质量百分数的原料：活性炭颗粒70~83%，碳酸钠1~2%，膨胀珍珠岩1~5%，余量为纳米级氧化硅。
9.更进一步的，所述的改性植物纤维包括以下质量百分数的原料：板栗壳60~75%，硅藻土5~8%，羟乙基纤维素0.5~2%，热塑性淀粉1~3%，余量为聚乳酸。
10.更进一步的，热塑性淀粉采用玉米淀粉。
11.本发明还提供了一种活性炭滤水滤芯的生产工艺，包括以下步骤：一、制备改性活性炭颗粒；二、制备改性植物纤维；三、制备活性炭滤水滤芯，包括以下步骤：（1）将改性植物纤维与聚乳酸纤维混合均匀；（2）将改性活性炭颗粒与上步所得物混合，然后将混合物料置于200~220℃下煅烧处理2~4h；
（3）将上步所得物置于高温挤压成型，即得。
12.更进一步的，步骤一、制备改性活性炭颗粒，包括以下步骤：（1）将活性炭颗粒、膨胀珍珠岩、碳酸钠与纳米级氧化硅混合均匀；（2）将混合物置于300~400℃下煅烧20~35min，然后依次经研磨、成球处理，成球时采用水作为成球液，水加入量为15~21%，成球后置于200℃下煅烧20min；（3）将球体置于水中浸泡处理20~30min，然后置于85~97℃下烘干处理3~5h。
13.更进一步的，步骤二、制备改性植物纤维，包括以下步骤：（1）将羟乙基纤维素、热塑性淀粉、硅藻土和聚乳酸混合，加入混合物体积1~1.3倍的乙醇，搅拌转速为800~2000r/min；（2）将板栗壳研磨成粉状，然后将板栗壳加入上述混合物中，在30~45℃下搅拌1~2h；（3）减压蒸馏回收乙醇，然后将物料置于130~155℃下煅烧2~6h，然后经研磨处理。
14.更进一步的，步骤三中，将改性植物纤维与聚乳酸纤维混合后，置于185~220℃下煅烧处理30~50min。
15.更进一步的，步骤三中，置于180~220℃下挤压成型，并置于200~210℃下高温处理4~7h。
16.本发明还提供了一种所述的生产工艺制备得到的活性炭滤水滤芯。
17.有益效果本发明的滤芯采用改性活性炭颗粒、改性植物纤维、聚乳酸纤维制备而成，改性活性炭颗粒具有优秀的吸附效果，改性植物纤维可以在改性活性炭颗粒之间形成网状的纤维结构，进一步增强滤水效果，而聚乳酸纤维可以增强活性炭颗粒与纤维结构的连接紧密度，从而进一步增强结构的稳定性和滤水效果，通过原料之间的配合，以及制备工序，得到了一种结构稳定的滤芯结构，滤芯不易流失。
具体实施方式
18.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
20.实施例1本实施例提供一种活性炭滤水滤芯的生产工艺，包括以下步骤：一、制备改性活性炭颗粒，包括以下步骤：（1）将活性炭颗粒70kg、膨胀珍珠岩5kg、碳酸钠1kg与纳米级氧化硅24kg混合均匀；（2）将混合物置于300℃下煅烧35min，然后依次经研磨、成球处理，成球时采用水作为成球液，水加入量为15%，成球后置于200℃下煅烧20min；（3）将球体置于水中浸泡处理20min，然后置于97℃下烘干处理3h；二、制备改性植物纤维，包括以下步骤：
（1）将羟乙基纤维素0.5kg、热塑性淀粉3kg、硅藻土5kg和聚乳酸31.5kg混合，加入混合物体积1.3倍的乙醇，搅拌转速为800r/min；热塑性淀粉可以采用玉米淀粉等；（2）将板栗壳60kg研磨成粉状，然后将板栗壳加入上述混合物中，在45℃下搅拌1h；（3）减压蒸馏回收乙醇，然后将物料置于130℃下煅烧6h，然后经研磨处理；三、制备活性炭滤水滤芯，包括以下步骤：（1）将改性植物纤维38kg与聚乳酸纤维2kg混合均匀，并置于220℃下煅烧处理30min；（2）将改性活性炭颗粒60kg与上步所得物混合，然后将混合物料置于220℃下煅烧处理2h；（3）将上步所得物置于180℃下挤压成型，并置于210℃下高温处理4h。
21.实施例2本实施例提供一种活性炭滤水滤芯的生产工艺，包括以下步骤：一、制备改性活性炭颗粒，包括以下步骤：（1）将活性炭颗粒83kg、膨胀珍珠岩1kg、碳酸钠2kg与纳米级氧化硅14kg混合均匀；（2）将混合物置于400℃下煅烧20min，然后依次经研磨、成球处理，成球时采用水作为成球液，水加入量为21%，成球后置于200℃下煅烧20min；（3）将球体置于水中浸泡处理30min，然后置于85℃下烘干处理5h；二、制备改性植物纤维，包括以下步骤：（1）将羟乙基纤维素2kg、热塑性淀粉1kg、硅藻土8kg和聚乳酸14kg混合，加入混合物体积1倍的乙醇，搅拌转速为2000r/min；热塑性淀粉可以采用玉米淀粉等；（2）将板栗壳75kg研磨成粉状，然后将板栗壳加入上述混合物中，在30℃下搅拌2h；（3）减压蒸馏回收乙醇，然后将物料置于155℃下煅烧2h，然后经研磨处理；三、制备活性炭滤水滤芯，包括以下步骤：（1）将改性植物纤维13kg与聚乳酸纤维7kg混合均匀，并置于185℃下煅烧处理50min；（2）将改性活性炭颗粒80kg与上步所得物混合，然后将混合物料置于200℃下煅烧处理4h；（3）将上步所得物置于220℃下挤压成型，并置于200℃下高温处理7h。
22.实施例3本实施例提供一种活性炭滤水滤芯的生产工艺，包括以下步骤：一、制备改性活性炭颗粒，包括以下步骤：（1）将活性炭颗粒80kg、膨胀珍珠岩2kg、碳酸钠1 kg与纳米级氧化硅17kg混合均匀；（2）将混合物置于330℃下煅烧25min，然后依次经研磨、成球处理，成球时采用水作为成球液，水加入量为18%，成球后置于200℃下煅烧20min；（3）将球体置于水中浸泡处理24min，然后置于89℃下烘干处理3.5h；
二、制备改性植物纤维，包括以下步骤：（1）将羟乙基纤维素1kg、热塑性淀粉2kg、硅藻土6kg和聚乳酸26kg混合，加入混合物体积1.2倍的乙醇，搅拌转速为1000r/min；热塑性淀粉可以采用玉米淀粉等；（2）将板栗壳65kg研磨成粉状，然后将板栗壳加入上述混合物中，在35℃下搅拌1.3h；（3）减压蒸馏回收乙醇，然后将物料置于140℃下煅烧2.5h，然后经研磨处理；三、制备活性炭滤水滤芯，包括以下步骤：（1）将改性植物纤维25kg与聚乳酸纤维5kg混合均匀，并置于190℃下煅烧处理40min；（2）将改性活性炭颗粒70kg与上步所得物混合，然后将混合物料置于210℃下煅烧处理2.6h；（3）将上步所得物置于190℃下挤压成型，并置于205℃下高温处理4.6h。
23.实施例4本实施例提供一种活性炭滤水滤芯的生产工艺，包括以下步骤：一、制备改性活性炭颗粒，包括以下步骤：（1）将活性炭颗粒75kg、膨胀珍珠岩3kg、碳酸钠2kg与纳米级氧化硅20kg混合均匀；（2）将混合物置于380℃下煅烧31min，然后依次经研磨、成球处理，成球时采用水作为成球液，水加入量为20%，成球后置于200℃下煅烧20min；（3）将球体置于水中浸泡处理29min，然后置于90℃下烘干处理4.5h；二、制备改性植物纤维，包括以下步骤：（1）将羟乙基纤维素1kg、热塑性淀粉2kg、硅藻土6kg和聚乳酸21kg混合，加入混合物体积1.2倍的乙醇，搅拌转速为1500r/min；热塑性淀粉可以采用玉米淀粉等；（2）将板栗壳70kg研磨成粉状，然后将板栗壳加入上述混合物中，在42℃下搅拌1.4h；（3）减压蒸馏回收乙醇，然后将物料置于150℃下煅烧5h，然后经研磨处理；三、制备活性炭滤水滤芯，包括以下步骤：（1）将改性植物纤维19kg与聚乳酸纤维6kg混合均匀，并置于200℃下煅烧处理35min；（2）将改性活性炭颗粒75kg与上步所得物混合，然后将混合物料置于205℃下煅烧处理2.5h；（3）将上步所得物置于205℃下挤压成型，并置于202℃下高温处理5.7h。
24.实验例1分别制备含有hclo和hg
2
离子的溶液，将溶液分别通过实施例1~3制备得到的滤芯，测试流量为2l/min，出水5t后，测试滤芯出口端的余氯（dpd法，紫外分光光度仪）、hg
2
离子浓度（离子色谱），同时计算滤芯重量的损失率。
25.本发明的滤芯采用改性活性炭颗粒、改性植物纤维、聚乳酸纤维制备而成，改性活性炭颗粒具有优秀的吸附效果，改性植物纤维可以在改性活性炭颗粒之间形成网状的纤维结构，进一步增强滤水效果，而聚乳酸纤维可以增强活性炭颗粒与纤维结构的连接紧密度，从而进一步增强结构的稳定性和滤水效果，通过原料之间的配合，以及制备工序，得到了一种结构稳定的滤芯结构，滤芯不易流失。
26.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。