一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯及其制备方法，解决了陶瓷滤芯由于对恶臭气体具有非常不同的捕获率，无法将较好的处理成分较复杂的恶臭的问题，其技术方案要点是：一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯，该滤芯由以下组分组成，改性硅藻土、混合淀粉、醋酸纤维素、分子筛原粉、氧化铝、蒙脱石、絮凝剂，达到了除去水中的恶臭的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滤芯领域，特别涉及一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯及其制备方法。
技术介绍
水作为生命之源，是我们生活中必需品，随着生活水平的提高，我们对生活水质的要求越来越高，但是由于工业的迅猛发展和矿业的大力开发，全国大部分地表水源水质呈不断恶化的趋势。现在的家用水龙头的下方通常会安装过滤器，可以有效地拦截细菌和吸附水中残留的有机物、重金属离子，改善饮用水的质量和口感，并且保留了人体必须的微量元素。目前市场上存在两大类龙头净水过滤器滤芯：中空纤维膜滤芯和陶瓷膜滤芯。中空纤维膜滤芯净水虽然通量高，生产成本低，但中空纤维膜随时间增加，有机物部分溶解会导致滤孔孔径逐渐加大，引起过滤效果降低；同时中空纤维滤芯无法解决细菌在滤芯中滋生而导致饮用水的二次污染问题。与中空纤维膜滤芯相比，陶瓷膜滤芯孔径尺寸稳定，不会因长期使用导致滤孔的直径增加；因此，陶瓷滤芯更适宜作为装在水龙头下方。生产陶瓷滤芯的主要原料为硅藻土，因其特有的生物纳米尺寸微观结构而产生的高强吸附性能成为主流陶瓷滤芯的首选材料之一。硅藻土由硅藻遗体组成，主要成分为二氧化硅(质量百分比占80～95％)，其余成分主要为氧化铝。硅藻土具有大量的天然有序排列的纳米微孔结构，孔径尺寸在80～200nm之间，从而使硅藻土具有优异的过滤和吸附能力，然而陶瓷滤芯的机械强度和抑菌能力远低于中空纤维膜滤芯。公开号为CN101920140A的专利技术公开了一种含有硅藻土和炭的复合陶瓷滤芯的制备方法，并采用先分散、后部分絮凝的方式制备注浆成型用的浆料，使坯体中原料和孔隙高度分散均匀，从而使烧结温度不高于950℃，不会使硅藻土中的天然微孔因为高温烧结而坍塌。公开号为CN103382096A的专利技术公开了一种抗菌陶瓷滤芯及制备方法，由下列重量份的原料制备而成：火山岩粉10-15、氧化铝50-60、蛭石粉10-15、改性高岭土10-20、纳米银5-6、纳米二氧化锰4-6、液体石蜡2-5、三聚磷酸钠1-2、甘蔗渣粉3-5、碳酸氢铵1-3、小麦粉10-15、苯丙乳液2-4，使烧制而成的滤芯具有耐高温、耐压、抗腐蚀效果好、孔隙率高达60％-70％，具有杀菌作用，过滤出的液体更健康。然而，饮用水水源污染物除了不溶性杂质、细菌和病毒、有机物、重金属离子以外，还有因动物尸体分解、有机物物理挥发溶解、外部空气部分可溶性有害气体溶解、漂白粉漂白后残留造成的水体恶臭现象，陶瓷滤芯除去水体恶臭的方法是通过其表面的多孔进行吸附，将恶臭分子截留在多孔介质上，然而陶瓷滤芯对恶臭气体具有非常不同的捕获率，无法将较好的处理成分较复杂的恶臭，陶瓷滤芯对水中的恶臭的处理一直是一个未被解决的难点。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯，可以除去水中的成分较为复杂的恶臭。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯，该滤芯由以下组分组成，各组分以及各组分的质量份数为：改性硅藻土60～80份、混合淀粉15～20份、醋酸纤维素10～15份、分子筛原粉6～8份、氧化铝1～2份、蒙脱石5～8份。通过采用上述技术方案，由于硅藻土处理水体是通过脱稳絮凝、物理吸附、沉淀反应等多个过程的协同作用，表面带负电荷无法使胶体颗粒脱稳，影响水体净化过程中物理吸附、沉淀反应等多个过程，影响水体净化的效果，通过改性，可以使硅藻土表面带有不同基团，使水体中的可用硅藻土净化的杂质范围更广；淀粉作为一种新型吸附材料，表面具有多孔结构，混合淀粉由于其孔径的不同，因此对水体中大量的有害物具有吸附性，可以吸附水体中的有害物质及溶解在水中的大部分恶臭；醋酸纤维素作为一种改性天然高聚物，具有作为多孔膜材料，选择透过率好，透水率佳，可以增加滤芯的亲水性，同时可以作为一种纤维素骨架，增加滤芯的机械强度；分子筛原粉具有孔穴直径大小均匀的微孔结构，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，可进行离子交换，达到净化水中有害离子的目的；氧化铝可作为一种除氟剂，减少水中的含氟量；蒙脱石具有加强陶瓷滤芯骨架的效果，能提升滤芯的机械强度。作为优选，所述混合淀粉由孔径为0.5～1.5μm的大孔淀粉和孔径为0.6～0.7nm的微孔淀粉组成，其混合质量比为大孔淀粉：微孔淀粉＝50～70:1。通过采用上述技术方案，水中除了可溶性杂质离子、不溶性杂质之外，还有部分溶解在水中的有害臭气，这些臭气的分子量低，化学活性较高，就需要吸附剂有较小孔直径，选用大孔淀粉与微孔淀粉混合，在大孔淀粉吸附水中的可溶性杂质离子和不溶性杂质等有害成分的同时，微孔淀粉由于其孔隙率十分小，具有吸附水中的有害臭气的特点。作为优选，所述絮凝剂为硫酸铝改性膨润土。通过采用上述技术方案，硫酸铝本身就是絮凝剂，然而其絮凝效果所适应的pH范围有限，且絮凝速度慢，而膨润土并无絮凝作用，通过硫酸铝改性膨润土，可以扩大该絮凝剂适用的pH范围，同时由于膨润土具有膨胀性、吸附性、比表面积大等特点，可以使硫酸铝的絮凝速度加快，絮体大，沉降速度快。本专利技术的第二个目的是提供一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯的制备方法，可以在除去水中的成分较为复杂的恶臭，提升滤芯的机械强度。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯的制备方法，包括如下步骤：(1)将改性硅藻土60～80份、混合淀粉15～20份、醋酸纤维素10～15份、分子筛原粉6～8份、氧化铝1～2份、蒙脱石5～8份，加入到高速搅拌机中进行干粉高速混合；(2)在步骤(1)所得干粉中，分次加各组分以及各组分总共添加的质量份数为粘结剂3～5份、乳化剂2～3份、絮凝剂1～3份及占步骤(1)所加入配料的总重0.7～0.9的水，高速搅拌，形成半干粉；(3)将步骤(2)所得半干粉过10目筛得到半干粉颗粒；(4)将步骤(3)所得半干粉颗粒填充至模具内半干压成型后得到滤芯生坯；(5)将步骤(4)中所得滤芯生坯在烧窑中1000℃～1100℃烧成，得到滤芯粗坯；(6)将步骤(5)中滤芯粗坯经过打磨得到滤芯成品。通过采用上述技术方案，半干压成型的滤芯所需压力远小于干压成型的滤芯，可以减少能源消耗；且在采用干压成型压制的滤芯，在撤压后，滤芯内空气自动膨胀，容易产生裂缝，半干压成型的滤芯由于所需压力小，空气自动膨胀率低，产生裂缝的可能性也远小于干压成型，可以提高滤芯的成品率；用上述步骤得到的半干粉过10目筛后得到的半干粉颗粒与喷雾造粒相同，可以减少喷雾造粒的步骤，节省了人工成本和器材成本。作为优选，所述粘结剂由以下组分组成，各组分以及各组分的混合质量比为香樟油：无水乙醇＝0.8～1.4：1。通过采用上述技术方案，以香樟油与无水乙醇配比的粘结剂在搅拌时可以提升原料干粉的流动性，使原料干粉充分混匀，在干压成型过程中不容易出现浮粉、断层、裂缝等问题，在陶瓷滤芯烧制过程中，温度升高，无水乙醇与香樟油挥发，不会残留在滤芯内。作为优选，所述乳化剂为乳化石蜡。通过采用上述技术方案，乳化石蜡与原料混合后，可以增加粉料的流动性，减少干压过程中坯体受力不匀导致的开裂情况，降低了废品率，同时乳化石蜡具有润滑性，可以增加坯体脱模的表面光洁度，方便脱模，减少对模具的损伤。作为优选，所述步骤(4)中半干压成型的加压方式为双向加压，加压压力为23MPa～34本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯，其特征在于，该滤芯由以下组分组成，各组分以及各组分的质量份数为：改性硅藻土60～80份、混合淀粉15～20份、醋酸纤维素10～15份、分子筛原粉6～8份、氧化铝1～2份、蒙脱石5～8份、絮凝剂1～3份。

【技术特征摘要】
1.一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯，其特征在于，该滤芯由以下组分组成，各组分以及各组分的质量份数为：改性硅藻土60～80份、混合淀粉15～20份、醋酸纤维素10～15份、分子筛原粉6～8份、氧化铝1～2份、蒙脱石5～8份、絮凝剂1～3份。2.根据权利要求1所述的一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯，其特征在于，所述混合淀粉由孔径为0.5～1.5μm的大孔淀粉和孔径为0.6～0.7nm的微孔淀粉组成，其混合质量比为大孔淀粉：微孔淀粉＝50～70:1。3.根据权利要求1所述的一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯的制备方法，其特征在于，所述絮凝剂为硫酸铝改性膨润土。4.根据权利要求1所述的一种含硅藻土和淀粉的复合滤芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将改性硅藻土60～80份、混合淀粉15～20份、醋酸纤维素10～15份、分子筛原粉6～8份、氧化铝1～2份、蒙脱石5～8份，加入到高速搅拌机中进行干粉高速混合；(2)在步骤(1)所得干粉中，分次加各组分以及各组分总共添加的质量份数为粘结剂3～5份、乳化剂2～3份、絮凝剂1～3份及占步骤(1)所加入配料的总重0.7～0.9的水，高速搅拌，形成半干粉；(3)将步骤(2)所得半干粉过10目筛得到半干粉颗粒；(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建耀，
申请(专利权)人：宁波清水坊环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33