一种含海藻酸纤维的过滤材料及其制备方法技术

本公开涉及一种含海藻酸纤维的过滤材料及其制备方法，海藻酸纤维至少包括海藻酸钠和海藻酸钙两种组分；过滤材料为非织造布结构，过滤材料为多层结构过滤材料，包括其他纤维层和海藻酸纤维层，海藻酸纤维层设置与其他纤维层交替设置；其他纤维层设置在过滤材料最外层；所述的非织造布通过水刺工艺制备得到，所述的海藻酸纤维的含量为10

【技术实现步骤摘要】
一种含海藻酸纤维的过滤材料及其制备方法


[0001]本公开属于环境过滤领域，涉及一种纤维过滤材料，具体涉及一种含海藻酸纤维的过滤材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]环境污染包括水、气、光和声等污染，其中水污染是最难治理的，也是最关切我们人们身体健康的，被污染的水源能够通过各种路径进入到土壤、食品等，进而严重的影响到人们的身体健康。
[0003]现有技术中对于污水的处理，包括使用物理方法、化学方法和生物方法，其中物理方法主要是通过过滤材料、如过滤膜等对污水进行处理，这些过滤材料主要是通过调节孔隙率、孔径大小等，进而将污水中的杂质去除，而去除效果主要由过滤材料的性能决定；化学方法主要是使用一些聚凝剂、沉降剂，通过化学絮凝、沉淀等，将污水中的杂质沉淀或絮凝，进而去除杂质；而生物方法，则是利用一些微生物发酵，将水中的杂质进过发酵转化，进而达到生物净化污水的效果。
[0004]在目前使用过滤材料对污染水的处理是较为有效的方法，过滤材料在家庭、工业等领域使用广泛，但是过滤材料的性能，直接影响到过滤效果，目前对于过滤材料的种类非常多，包括纤维类、生物膜类等。
[0005]现有技术中，天津工业大学的专利技术专利申请，公开号为CN112121644A，公开了一种草酸交联海藻酸盐水凝胶过滤膜的制备方法及在分子离子分离中的应用，具体的，首先配制海藻酸钠和高分子增强剂的混合物水溶液作为铸膜液，将铸膜液刮成膜后用草酸水溶液交联。草酸同时交联高分子增强剂上的羟基和海藻酸盐上的羟基，得到草酸交联海藻酸盐水凝胶过滤膜。该过滤膜具有良好的亲水性和抗污染性能，可耐受高浓度无机盐溶液。该过滤膜对于无机盐的截留率低，而对分子量大于650的体型分子具有较高的截留率，因此特别适合用于分子离子的分离，在染料、多肽、药物和蛋白质等分离纯化中有广泛应用前景。
[0006]现有技术中，东营俊富净化科技有限公司的专利技术专利申请，公开号为CN111270423A，专利技术名称为一种非织造布过滤材料制备方法，公开了制备方法包括制备增强母粒、熔融纺丝和生物胶处理；其中制备增强母粒，是将聚丙烯粉、纳米级硬质碳化钛、三异硬酯酸钛酸异丙酯、钠掺杂氧化锌和季戊四醇进行研磨，增强母粒原材料组成为：45
‑
60份聚丙烯粉、5
‑
8份纳米级硬质碳化钛、1
‑
3份三异硬酯酸钛酸异丙酯、5
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10份钠掺杂氧化锌和10
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16份季戊四醇，采用该聚丙烯的增强母粒，与聚乙烯切片熔融纺丝，并将纤维进行生物胶处理。而其中，生物胶是由葡聚糖固体用无水乙醇溶解后，加入海藻酸钠和黄原胶反应制得。
[0007]从现有技术可以看出，目前对于过滤材料，已有将天然多糖海藻酸用于过滤材料中，但是主要是利用过滤材料的凝胶化，即将海藻酸钠与交联剂交联制备成过滤膜，或在过滤膜上涂覆海藻酸材料，上述制备方法主要是通过凝胶化的海藻酸盐来改善过滤材料的过滤效果。但是上述的方法也有其缺陷，例如对于过滤膜的制备，其虽然有能够凝胶化的海藻
酸，由于是通过刮膜方式制备过滤膜，其空隙难以控制，并且过滤效率极低；而对于无纺布的过滤材料，其生物胶通过后续方法涂覆，其附着能力较差，并且制备方法复杂。
[0008]可见，现有技术中使用天然多糖海藻用于过滤材料，主要是一种胶装的材料进行涂覆、或者成膜，但是这种制备方法对于空隙情况的控制较难，并且制备工艺复杂。

技术实现思路

[0009]针对上述存在的问题，本公开的目的在于提供一种含海藻酸纤维的过滤材料及其制备方法，该过滤材料的过滤效果能够显著提高，并且制备工艺简单，并且过滤材料环保，部分材料能够降解。
[0010]本公开的构思在于制备含海藻酸纤维的过滤材料，该过滤材料是一种非织造布过滤材料，具有充足的空隙，能够兼顾过滤速率和过滤效果。
[0011]本公开的另一构思还在于，所述的含海藻酸纤维的过滤材料，该海藻酸在吸水后能够膨胀，进而对过滤空隙进行调节，达到优良的过滤效果。
[0012]本领开的另一构思还在于，所述的含海藻酸纤维的过滤材料为多层结构，所述的多层过滤材料能够从不同的程度对污水进行过滤，达到优良的过滤效果。
[0013]本专利技术的另一构思还在于，所述所述的多层过滤材料设置，能够保证海藻酸纤维发生溶胀时，过滤材料整体结构不发生变化，过滤材料寿命能够显著增加。
[0014]具体的，本专利技术公开了一种含海藻酸纤维的过滤材料，所述的含海藻纤维的过滤材料为非织造布结构，所述的海藻酸纤维包括了至少包括海藻酸钠和海藻酸钙两种组分，而海藻酸钠在溶液中呈负电荷，能够高效的吸附溶液中的重金属粒子；
[0015]所述的海藻酸纤维的含量为10
‑
30％。
[0016]所述的非织造布通过水刺工艺制备得到。
[0017]在一些实施例中，所述的海藻酸纤维使用海藻酸钠制备得到；
[0018]所述的海藻酸钠的分子量为10
‑
50w；
[0019]海藻酸纤维的制备是使用含钙离子的固化液进行固化成型，进而得到海藻酸纤维，其中海藻酸纤维中钙含量为40
‑
60mg/g。
[0020]固化液中的固化剂为氯化钙，其中氯化钙的浓度为5
‑
10％。
[0021]海藻酸纤维制备过程中，初生纤维在固化液的固化时间3
‑
30s；
[0022]本公开中，通过控制海藻酸纤维制备过程中的固化时间，使得海藻酸纤维不成凝胶，且能保证一定的强度，在将该纤维制备成过滤材料时，能够保证材料的完整性，提高过滤材料的使用寿命。
[0023]本公开中，还使用氯化钙作为固化剂，本公开具体的选择氯化钙作为固化剂，该固化剂的固化效率高，能快速的将初生纤维表面进行固化，形成致密的海藻酸钙固化层，使得氯化钙难以进入到纤维内部，进而得到的海藻酸纤维包括了海藻酸钠和海藻酸钙。
[0024]本公开所制备的海藻酸纤维在水中中不会发生凝胶化，因此在作为过滤材料时，使用寿命会显著延长，同时海藻酸纤维的吸液性能优异，这种溶胀的性能能够保证过滤材料的空隙减小，能够将污水中更细的颗粒进行截留。
[0025]在一些实施例中，本公开的固化也中还包括了硫酸钠，所述的硫酸钠为0.1
‑
0.5％。
[0026]硫酸钠的引入，能够对纤维表面进行刻蚀，使纤维表面粗糙，进而达到高效截留杂质的效果。
[0027]在一些实施例中，本公开使用上述海藻酸纤维进行纤维原料，通过开松、铺网工序，进行水刺得到含海藻酸纤维过滤材料。
[0028]在一些实施例中，采用高压含盐溶液射流对海藻纤维网进行加固，得到水刺非织造布。
[0029]本公开在高压射流溶液中，加入盐溶剂，盐溶剂中含有部分能够与海藻纤维反应的离子，如钠离子，能够与海藻纤维上的钙离子发生粒子置换，进而使得纤维表层具有一定遇水凝胶化的海藻酸钠，该过滤材料在过滤时，海藻酸钠的凝胶化能够有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含海藻酸纤维的过滤材料，其特征在于：所述的过滤材料为非织造布结构；所述的海藻酸纤维至少包括海藻酸钠和海藻酸钙两种组分；所述的非织造布通过水刺工艺制备得到；所述的海藻酸纤维的含量为10
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30％；所述的过滤材料的克重为30
‑
80g/m2。2.如权利要求1所述的一种含海藻酸纤维的过滤材料，其特征在于：所述的海藻酸纤维使用海藻酸钠制备得到；所述的海藻酸钠的分子量为10
‑
50w；海藻酸纤维的制备是使用含钙离子的固化液进行固化成型；海藻酸纤维，其中海藻酸纤维中钙含量为40
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60mg/g；固化液中的固化剂为氯化钙，其中氯化钙的浓度为5
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10％；海藻酸纤维制备过程中，初生纤维在固化液的固化时间3
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30s。3.如权利要求2所述的一种含海藻酸纤维的过滤材料，其特征在于：所述的固化液中还包括硫酸钙，所述硫酸钙的浓度为0.1
‑
0.5％。4.如权利要求2所述的一种含海藻酸纤维的过滤材料，其特征在于：含海藻纤维过滤材料还包括其他纤维；所述其他纤维聚丙烯纤维、涤纶纤维、醋酸纤维、硝酸纤维中的一种或多种。5.如权利要求4所述的一种含海藻酸纤维的过滤材料，其特征在于：含海藻纤维过滤材料为多层结构过滤材料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春梅，
申请(专利权)人：山东康康新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：