一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯及其过滤方法技术

本发明专利技术公开了一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯及其过滤方法，涉及水体过滤材料技术领域。本发明专利技术在制备基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯时，先将氧化竹炭纤维与3

【技术实现步骤摘要】
一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯及其过滤方法


[0001]本专利技术涉及水体过滤材料
，具体为一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯及其过滤方法。

技术介绍

[0002]矿泉水是从地下深处自然涌出的或者是经人工揭露的、未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内的相对稳定。矿泉水是在地层深部循环形成的，含有国家标准规定的矿物质及限定指标。但是随着社会的发展，环境的污染，导致水质的恶化，也使矿泉水含有微量的铅、汞、镉等有毒有害元素。
[0003]近年来，人们对饮用水的安全健康也越来越重视，矿泉水也成为人们常常选用的优质水源，对矿泉水进行进一步优化，过滤也就成了必不可少的一个步骤，现有技术较为常用的过滤材料为活性碳和过滤膜，活性炭对有机污染物具有较好的吸附效果，但是对于微量的有害金属吸附效果一般，且稳定性较差；过滤膜使用寿命较短，且不便于更换。因此，对于去除矿泉水中微量的铅、汞、镉等有毒有害元素，具有杀菌效果并且结构稳定耐用的过滤材料的研发十分必要，并有的重大市场价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯及其过滤方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯，所述基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯是将改性竹炭纤维负载矿物质元素后和酸洗后的硅藻土、膨润土、纯水混合搅拌并制成球团，将球团煅烧成滤芯材料，将滤芯材料依次和对氨基苯基三甲氧基硅烷、四对氯甲酰基苯基卟啉、1,6
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己二胺、硫酸二甲酯反应制得。
[0007]作为优化，所述改性竹炭纤维是由竹炭纤维经过高锰酸钾、浓硫酸和过氧化氢反应制得氧化竹炭纤维，将氧化竹炭纤维与3
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氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁二醇反应制得。
[0008]作为优化，所述四对氯甲酰基苯基卟啉是由四对羧基苯基卟啉和氯化亚砜反应制得。
[0009]作为优化，所述基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯的制备方法如下：
[0010](1)将竹炭纤维、高锰酸钾、质量分数为98％的浓硫酸溶液按质量比1：1：10～1：1：15混合均匀，在50～60℃，30～40kHz超声反应4～6h，将温度冷却至1～5℃，加入竹炭纤维质量0.6～0.8倍的质量分数25～30％的过氧化氢溶液，以800～1000r/min的转速搅拌10～15min后，离心分离并用出水洗涤3～5次，在60～70℃干燥3～4h，制得氧化竹炭纤维；将氨基丁二醇、3
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氨基丙基三乙氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1：0.01～1：1：0.02混合均匀配制成改性溶液，将氧化竹炭纤维浸没在改性溶液中，在20～30℃，30～40kHz超声3～
5min，取出静置至8～10s无液体滴落，再依次在90～100℃静置20～30min，140～150℃静置20～30min，冷却至室温用纯水洗涤3～5次，在20～30℃，50～100Pa干燥6～8h，制得改性竹炭纤维；
[0011](2)将硅藻土浸没在质量分数8～10％的盐酸溶液，在20～30℃，30～40kHz超声清洗3～5min，过滤并用纯水洗涤3～5次，得到酸洗后的硅藻土；将改性竹炭纤维浸没在矿物质元素混合液中静置20～30min，在20～30℃，50～100Pa干燥6～8h，得到负载后的改性竹炭纤维；将酸洗后的硅藻土、负载后的改性竹炭纤维、膨润土、纯水按质量比50：4：1.2：8～60：5：1.4：9混合均匀，在20～40℃，300～500r/min搅拌反应10～12min，用过圆盘造球机制得直径10～15mm的球团，在空气氛围中，将球团依次在90～100℃预热30～40min，在850～950℃煅烧15～20min，在1200～1250℃煅烧15～20min，制得滤芯材料；
[0012](3)将滤芯材料、对氨基苯基三甲氧基硅烷、无水乙醇、纯水按质量比1：1：20：2～1：2：30：3混合均匀，在20～40℃，30～40kHz超声30～40min，取出并用无水乙醇洗涤3～5次，再浸没在滤芯材料质量30～40倍的卟啉溶液中，在0～5℃，30～40kHz超声反应6～8h，取出并用无水乙醇洗涤3～5次，再浸没在滤芯材料质量30～40倍的己二胺溶液中，在0～5℃，30～40kHz超声反应6～8h，取出并用无水乙醇洗涤3～5次，最后浸没在滤芯材料质量30～40倍的硫酸二甲酯溶液中，在50～60℃，30～40kHz超声反应20～24h，取出并用70～80％的乙醇水溶液超声清洗10～15min，浸没在质量分数8～10％氯化钙溶液中静置10～15min，在20～30℃，50～100Pa干燥6～8h，制得基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯。
[0013]作为优化，步骤(1)所述竹炭纤维的制备方法为：将纤维直径80～120μm，纤维长度40～60mm的竹原纤维浸没在质量分数为3～5％的次氯酸钠溶液中静置10～12h，过滤并用纯水洗涤3～5次，再置于质量分数30～40％的尿素溶液中浸泡2～3h，过滤并在20～30℃，50～100Pa干燥6～8h，再置于氮气氛围中，依次在100～120℃静置20～30min，在300～400℃静置40～50min，在1000～1200℃静置20～30min，冷却至室温取出，在60～70℃干燥3～4h，制备而成。
[0014]作为优化，步骤(2)所述矿物质元素混合液是将硝酸钙、硝酸镁、硝酸锌、硝酸铜、硝酸钼、硝酸铬、硝酸钴、硝酸铁和纯水按质量比10：1：0.5：0.3：0.3：0.1：0.1：0.1：200～12：1：0.7：0.5：0.5：0.1：0.1：250混合均匀配制而成。
[0015]作为优化，步骤(2)所述硅藻土的型号为G61790
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2；所述膨润土的型号为Benaqua4000。
[0016]作为优化，步骤(3)所述卟啉溶液的配制方法为：将四对羧基苯基卟啉、氯化亚砜和四氢呋喃按质量比1：8：0.1～1：12：0.2混合均匀，在40～50℃，300～500r/min搅拌反应2～3h，再升温至60～70℃继续搅拌反应2～3h，在10～30℃，60～100Pa静置30～40min，制得四对氯甲酰基苯基卟啉；将四对氯甲酰基苯基卟啉、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.2：10～1：0.3：12混合均匀配制而成。
[0017]作为优化，步骤(3)所述己二胺溶液是将1,6
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己二胺、三乙胺和二氯甲烷按质量比1：0.2：10～1：0.3：12混合均匀配制而成；硫酸二甲酯溶液是将硫酸二甲酯、碳酸钾、甲苯按质量比1：1：15～2：1：20混合均匀配制而成。
[0018]作为优化，所述基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯的过滤方法为：将基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯作为填料装载在过滤管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯，其特征在于，所述基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯是将改性竹炭纤维负载矿物质元素后和酸洗后的硅藻土、膨润土、纯水混合搅拌并制成球团，将球团煅烧成滤芯材料，将滤芯材料依次和对氨基苯基三甲氧基硅烷、四对氯甲酰基苯基卟啉、1,6
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己二胺、硫酸二甲酯反应制得。2.根据权利要求1所述的一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯，其特征在于，所述改性竹炭纤维是由竹炭纤维经过高锰酸钾、浓硫酸和过氧化氢反应制得氧化竹炭纤维，将氧化竹炭纤维与3
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氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁二醇反应制得。3.根据权利要求1所述的一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯，其特征在于，所述四对氯甲酰基苯基卟啉是由四对羧基苯基卟啉和氯化亚砜反应制得。4.根据权利要求1所述的一种基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯，其特征在于，所述基于矿物质离子活化平衡的矿泉滤芯的制备方法如下：(1)将竹炭纤维、高锰酸钾、质量分数为98％的浓硫酸溶液按质量比1：1：10～1：1：15混合均匀，在50～60℃，30～40kHz超声反应4～6h，将温度冷却至1～5℃，加入竹炭纤维质量0.6～0.8倍的质量分数25～30％的过氧化氢溶液，以800～1000r/min的转速搅拌10～15min后，离心分离并用出水洗涤3～5次，在60～70℃干燥3～4h，制得氧化竹炭纤维；将氨基丁二醇、3
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氨基丙基三乙氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1：0.01～1：1：0.02混合均匀配制成改性溶液，将氧化竹炭纤维浸没在改性溶液中，在20～30℃，30～40kHz超声3～5min，取出静置至8～10s无液体滴落，再依次在90～100℃静置20～30min，140～150℃静置20～30min，冷却至室温用纯水洗涤3～5次，在20～30℃，50～100Pa干燥6～8h，制得改性竹炭纤维；(2)将硅藻土浸没在质量分数8～10％的盐酸溶液，在20～30℃，30～40kHz超声清洗3～5min，过滤并用纯水洗涤3～5次，得到酸洗后的硅藻土；将改性竹炭纤维浸没在矿物质元素混合液中静置20～30min，在20～30℃，50～100Pa干燥6～8h，得到负载后的改性竹炭纤维；将酸洗后的硅藻土、负载后的改性竹炭纤维、膨润土、纯水按质量比50：4：1.2：8～60：5：1.4：9混合均匀，在20～40℃，300～500r/min搅拌反应10～12min，用过圆盘造球机制得直径10～15mm的球团，在空气氛围中，将球团依次在90～100℃预热30～40min，在850～950℃煅烧15～20min，在1200～1250℃煅烧15～20min，制得滤芯材料；(3)将滤芯材料、对氨基苯基三甲氧基硅烷、无水乙醇、纯水按质量比1：1：20：2～1：2：30：3混合均匀，在20～40℃，30～40kHz超声30～40min，取出并用无水乙醇洗涤3～5次，再浸没在滤芯材料质量30～40倍的卟啉溶液中，在0～5℃，30～40kHz超声反应6～8h，取出并用无水乙醇洗涤3～5次，再浸没...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚锴，李文珺，
申请(专利权)人：家里泉健康科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：