用于去除饮用水中多溴代二苯醚的过滤介质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于去除饮用水中多溴代二苯醚的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：ａ）将重量比为：１００～３００∶２００～４００∶８０～１６０的包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的原料混合；ｂ）将所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却后制得待用过滤介质；ｃ）用丙酮溶解醋酸纤维素，加入添加剂高氯酸镁和三油酸甘油酯，将混合液置于恒温震荡箱中；ｄ）将待用过滤介质浸于混合液中，然后使其中的丙酮挥发；ｅ）将待用过滤介质浸于２８℃～３２℃的恒温水浴中；ｆ）将待用过滤介质烘干。制备的过滤介质对水中的ＰＢＤＥｓ的去除率高，使用简便，成本低，适合家庭终端饮水处理，对饮用水中ＰＢＤＥｓ的去除率为９５％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除饮用水中多溴代二苯醚的过滤介质及其制备方法，由该过滤 介质构成的滤芯、净水装置和饮水机。
技术介绍
多溴代二苯醚(PBDEs)是一种广泛使用的含溴阻燃剂，广泛用于电子电器、泡沫 塑料、涂料、纺织品、家具、汽车、飞机等领域。工业中用的PBDEs主要为五溴、六溴、八溴、十溴代二苯醚。PBDEs是添加型的阻燃剂，易从聚合物中渗出，在环境中累积造成污染。在PBDEs 的生产、使用过程，以及含有PBDEs产品的使用、回收过程中都会向环境释放PBDEs。由于大 量使用及其在环境中残留的持久性与生物富集性，PBDEs在环境、生物、人体中的含量呈现 逐年增加的趋势。在中国它也是普遍存在的污染物，如在珠江三角洲、黄浦江原水及武汉、 上海段、杭州地区、黄河兰州段、青岛、松花江哈尔滨段等。研究还发现，PBDEs还普遍存在 于母血和脐血中。中国疾控中心检测证实，以母乳为唯一来源的婴儿，从母乳中摄取的这几 种阻燃剂成分明显高于成人十余倍。PBDEs难于生物降解，化学稳定性和脂溶性高，可沿食物链富集，低溴代二苯醚更 容易生物积累，欧盟已经禁止使用这类环境内分泌干扰物。八溴代和十溴代二苯醚在环境 中可以分解为更加有害的低溴代衍生物，而所有的PBDEs产品都会破坏甲状腺荷尔蒙的平 衡，与多氯联苯有很多相似的诱导神经作用，在行为、运动、活力和记忆力等方面自发引起 运动行为功能障碍。十溴代二苯醚已被检测出具潜在致癌性，四、五、八溴代二苯醚与十溴 代相比，具有更强的甲状腺荷尔蒙破坏和酶诱导潜能。目前采用一般的处理方法，如活性炭吸附、电解法、沉淀法等，去除PBDEs不能达 到理想的效果；反渗透装置复杂，耗电且大量浪费水资源。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介质对饮用水 中的多溴代二苯醚的去除率高，还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净水装置以及饮水 机。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案一种用于去除饮用水中多溴代二苯醚的过滤介质的制备方法，包括如下步骤a)将包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的原料混合，所述活性炭粉、超 高分子量聚乙烯粉和发孔剂的重量比为100 300 200 400 80 160 ；b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却后制得待用过滤介质；c)用质量分数为78% 85%的丙酮溶液溶解醋酸纤维素，加入添加剂高氯酸镁 和三油酸甘油酯，将得到的混合液置于恒温震荡箱中混合均勻；d)将所述待用过滤介质浸于所述混合液中，取出后使其中的丙酮挥发；3e)将上步得到的待用过滤介质浸于28°C 32°C的恒温水浴中；f)将待用过滤介质烘干。作为优选，步骤a)中所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的重量比为 210 220 290 300 120 130。压制压力为0. 4 1. OMPa，烧结温度为200°C 300°C，烧结时间为120 150分 钟，烧结后冷却至40°C 60°C脱模。在此制作过程中，在专利技术人很多次的试验之后，得出在 烧结温度范围在200 300°C内制作出的过滤介质，过滤效果更好。活性炭是一种多孔性炭吸附剂，它具有如蜂窝状丰富的孔隙结构、巨大的比表面 积、特异的表面官能团、稳定的物理和化学性能，是优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体。根 据原料来源不同活性炭可分为木质活性炭，如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等；矿物 质原料活性炭，如各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其它原料制成的活性 炭，如废橡胶、废塑料等制成的活性炭。优选活性炭的比表面积不低于500平方米/克，更 优选不低于1000平方米/克。活性炭可以高效吸附饮水中的有机物、重金属、异色异味，尤其是医用活性炭，作 为通过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量更低，表面积更大，吸附效果也更好，对颜 色和气味的吸附尤佳，选用医用活性炭可以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。作为优选，活性炭选用粒径为74 104微米的医用活性炭。所述的超高分子量聚乙烯为重均分子量大于100万的聚乙烯，优选的粒径为89 104微米。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北京东方石油化工有限公司助剂二 厂可提供M-I型(分子量为150士50万)、M-II型(分子量为250士50万)、M-III型(分 子量为350士50万)、M-IV型(分子量为大于400万)等规格的产品。超高分子量聚乙烯 的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因为超高分子量聚乙烯的分子量大，熔融 粘度非常高，熔融以后不能流动，所以超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过滤介质， 容易形成微孔，且其对亲脂性物质有较好的吸附力，而PBDEs具有高度亲脂性，因此超高分 子量聚乙烯对PBDEs有良好的吸附作用。本专利技术所述发孔剂是一类易分解产生大量气体而引起发孔作用的物质，其中偶氮 类化合物、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、磺酰腈类化合物、草酸等是其典型的代表。作为优 选，发孔剂为偶氮二甲酰胺、食品级碳酸氢铵、草酸中的至少一种。其中，食品级碳酸氢铵也 称食用级碳酸氢铵，与工业级碳酸氢铵相区别。虽然工业级碳酸氢铵也有发孔的作用，但是 它可能会含有对健康有害的杂质，不宜用作饮用水过滤介质的生产原料。本专利技术对于上述制备方法中步骤a)中所用的几种原料进行了较为详尽的描述， 在这几种原料的协同加合作用下，水中的PBDEs可以被充分吸附，并且对水中的细菌、微生 物、有机物、部分重金属、浊度、色味都有很好的去除效果。在本专利技术中，对于混合步骤，可以认为任何不会显著改变粉体粒径和粒度分布的 低剪切混合器或搅拌器都是适用的，比如具有钝的叶轮叶片的搅拌器、滚筒式混合器、螺旋 式搅拌器等，转速要视混合器的类型而定，但以避免扬起粉尘为宜。混合后的粉体填装入预先设计好的模具中，通过加压将其压实，压力一般不大于 2MPa，且与所用模具的材质相适应；模具可以由铝、铸铁、钢或任何适当的能承受相应压力 和温度的材料制造。可以在模具内表面涂敷脱模剂，可选用硅氧烷油或任何其他的几乎不会吸附到过滤介质上的市售脱模剂，也可以使用脱模纸。然后用丙酮、醋酸纤维素、高氯酸镁和三油酸甘油酯配制混合液，混合液中各成分 的质量百分比为丙酮78 % 85 %，醋酸纤维素8 % 12 %，高氯酸镁1 % 5 %，三油酸甘 油酯 5%。配制的混合溶液置于恒温震荡箱中使三油酸甘油酯溶解并混合均勻，优选 在45h 50h，温度32°C 38°C，振速160r/min 175r/min的条件下震荡。再将得到的待用过滤介质浸于配制的混合溶液中Smin 15min，取出置于通风厨 中，使丙酮挥发掉。然后将待用过滤介质浸于28°C 32°C的恒温水浴中，可浸泡15min 25min，优选再用纯水冲洗去除杂质。最后将待用过滤介质放入烘箱中烘干，优选烘干温度 为32V 40°C，2. 5h 3. 5h后即得到成品。三油酸甘油酯对水中低浓度亲脂性化合物有很强的富集能力，可以选择性富集水 中亲脂性有机污染物，醋酸纤维素是一种常用的高分子聚合物制备材料，并且其表面亲水 性还可促进水体中传质过程。因此将三油酸甘油酯、醋酸纤维素等浸渍、包覆在待用过滤介 质上，起到更好的协同加合作用本专利技术还提供了以下技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于去除饮用水中多溴代二苯醚的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：ａ）将包含活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的原料混合，所述活性炭粉、超高分子量聚乙烯粉和发孔剂的重量比为：１００～３００∶２００～４００∶８０～１６０；ｂ）将步骤ａ）所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却后制得待用过滤介质；ｃ）用丙酮溶解醋酸纤维素，加入添加剂高氯酸镁和三油酸甘油酯，将得到的混合液置于恒温震荡箱中混合均匀；ｄ）将所述待用过滤介质浸于所述混合液中，取出后使其中的丙酮挥发；ｅ）将上步得到的待用过滤介质浸于２８℃～３２℃的恒温水浴中；ｆ）将待用过滤介质烘干。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇迪，栾云堂，
申请(专利权)人：周奇迪，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]