一种富锶滤芯及其制备方法与流程

1.本发明涉及净化水的滤芯，尤其是一种富锶滤芯及其制备方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，对饮用水的标准也越来越高，不仅要求饮用水无毒、无害、无异味，还要含有一定的矿物质和微量元素，从而保证人们可以直接饮用并有益于身体健康。目前对饮用水的处理，大部分采用反渗透技术，这种净化后的水中不含有矿物质或者说是不含有人体所需的微量元素，长期饮用也会对人体造成健康隐患。于是出现了一些矿化滤芯，现有的矿化滤芯有的是将可溶性的钙盐、镁盐、钾盐、钠盐和粘性土混合造粒，有的则是将麦饭石、沸石、电气石等岩石磨粉造粒，现有的这些矿化滤芯，除菌能力差，且本身易长菌污染，在长时间使用后就会造成水的二次污染；而且在其制成滤芯中使用的粘结剂无法生物降解，当滤芯废弃后会对环境造成污染。


技术实现要素：

3.针对现有的不足，本发明提供一种富锶滤芯及其制备方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富锶滤芯，由以下重量份数的组分组成，改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份、改性淀粉基胶黏剂5-12份。
5.作为优选，所述改性菱锶矿石粉、改性沸石粉均由改性液加工制得；所述改性麦饭石粉是在一定温度活化后通过微波改性制得；所述改性贻贝壳粉是通过两次煅烧制得；所述载银陶瓷颗粒是粒径为0.4-0.6mm的载银硅藻壳陶瓷颗粒或载银椰壳陶瓷颗粒中的一种或两种；所述载银火山石粉是将火山石高温改性后与硝酸银溶液反应制得；所述椰壳载银活性炭粉是通过椰壳活性炭和硝酸银溶液水热反应后煅烧制得
6.一种富锶滤芯的制备方法，包括如下步骤：
7.s1，制备改性菱锶矿石粉、改性沸石粉、改性麦饭石粉、改性贻贝壳粉、载银陶瓷颗粒、载银火山石粉、椰壳载银活性炭粉；
8.s2，按重量份数的组分将制备的改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份混合并在混合过程中添加改性淀粉基胶黏剂5-12份制得混合物；
9.s3，将混合物放入液压模具烧结，烧结后冷却制得富锶滤芯。
10.作为优选，所述改性菱锶矿石粉的制备步骤如下：
11.s4a，将天然菱锶矿石洗净后加入到改性液中处理，所述改性液是由硫酸和有机助剂组成，所述硫酸是浓度为2-3mol/l的硫酸，所述有机助剂是淀粉、海藻凝胶、壳聚糖凝胶、葡萄糖基树脂凝胶的任意一种或多种；
12.s4b，将处理后的菱锶矿石洗净后在100-120℃的温度下烘干至恒重，粉碎并过
80℃的温度下真空干燥至恒重；
37.s9d将前一步骤处理后的椰壳活性炭粉在氮气保护下煅烧，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间2-4h。
38.作为优选，所述步骤s3中液压模具烧结时间为30-35min，液压温度为150-155℃，压力为14-16mpa。
39.本发明的有益效果在于：该发明的滤芯能缓慢释放多种微量元素来补充人体所需，同时还能有效预防滤芯长久使用后细菌滋生对水造成二次污染的问题，而且使用的改性淀粉基胶黏剂能生物降解，绿色环保无污染；贻贝壳粉则做到了废物再利用，其微孔结构也能很好的吸附水中的杂质，减少了对天然矿石的依赖，具有重大的环境和经济效益，原料来源简单，易于操作，成本低。
具体实施方式
40.为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点，下面将结合实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
41.一种富锶滤芯及其制备方法，富锶滤芯由以下重量份数的组分组成，改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份、改性淀粉基胶黏剂5-12份。其中：改性菱锶矿石粉、改性沸石粉均由改性液加工制得；改性麦饭石粉是在一定温度活化后通过微波改性制得；改性贻贝壳粉是通过两次煅烧制得；载银陶瓷颗粒是粒径为0.4-0.6mm的载银硅藻壳陶瓷颗粒或载银椰壳陶瓷颗粒中的一种或两种；载银火山石粉是将火山石高温改性后与硝酸银溶液反应制得；椰壳载银活性炭粉是通过椰壳活性炭和硝酸银溶液水热反应后煅烧制得；改性淀粉基胶黏剂则是利用现有的淀粉基胶黏剂，通过现有的氧化改性、酯化改性、交联改性、接枝改性等不同的改性方式来对淀粉基胶黏剂予以改性，从而确保淀粉类胶黏剂的胶结性。
42.制备步骤如下：
43.s1，制备改性菱锶矿石粉、改性沸石粉、改性麦饭石粉、改性贻贝壳粉、载银陶瓷颗粒、载银火山石粉、椰壳载银活性炭粉；
44.改性菱锶矿石粉的制备步骤如下：
45.s4a，将天然菱锶矿石洗净后加入到改性液中处理，所述改性液是由硫酸和有机助剂组成，所述硫酸是浓度为2-3mol/l的硫酸，所述有机助剂是淀粉、海藻凝胶、壳聚糖凝胶、葡萄糖基树脂凝胶的任意一种或多种；在实施例中，采用硫酸的浓度采用2.2mol/l，有机助剂采用淀粉，有机助剂和硫酸的用量为1g：3.5ml，菱锶矿石和改性液的用量以1g:5ml的方式混合，混合后在75℃温度下，搅拌1.5h，之后进行过滤就得到改性的菱锶矿石。
46.s4b，将处理后的菱锶矿石洗净后在100-120℃的温度下烘干至恒重，粉碎并过180-200目筛制得改性菱锶矿石粉；烘干温度选择110℃，烘干至恒重后降温至室温，然后将其粉碎并过180-200目筛就制得改性菱锶矿石粉。
47.改性贻贝壳粉的制备步骤如下：
48.s5a，将贻贝壳洗净后浸泡在稀盐酸中处理0.5-1h，再用纯净水进行清洗，之后将贻贝壳烘干并粉碎，过80-100目筛制得贻贝壳粉；贻贝壳就选用天然的贻贝壳，减少对天然矿石的使用，同时也解决了贻贝壳对沿海生态环境造成的污染问题，该贻贝壳可以是单一种类或者多种类混合在一起的混合物，将收集到的贻贝壳在稀盐酸中浸泡0.5-1h来出去贻贝壳表面的杂质，浸泡时间则依据所收集的贻贝壳的状况进行相应的调整，其上的杂质多就多浸泡一段时间，浸泡完后，就用纯净水对其进行清洗，洗去多余的酸以及杂质，洗净后就对其在100℃的温度下烘干，烘干后就将其在高速粉碎机中粉碎，最后过80-100目筛制得贻贝壳粉。
49.s5b，将贻贝壳粉溶于过量的硅酸钠溶液中，在马弗炉中进行初次煅烧，初次煅烧的温度为200-250℃，时间为35-60min，过滤出固体；在实施例中选择温度为230℃，时间50min。
50.s5c，将过滤出的固体在马弗炉中进行二次煅烧，二次煅烧的温度为450-580℃，时间为40-100min；在二次煅烧中就去除了硅酸钠溶液，实施例中的煅烧温度选择500℃，时间70min。
51.s5d，将二次煅烧后的贻贝壳粉冷却至室温，过180-200目筛制得改性贻贝壳粉；
52.改性沸石粉的制备步骤如下：
53.s6a，将天然沸石洗净后在温度为100-110℃下烘干至恒重；实施例中选择110℃下干燥，对其清洗就洗去天然沸石表面的杂质。
54.s6b，将洗净烘干后的沸石加入到改性液中处理，所述改性液是由硫酸和有机助剂组成，所述硫酸是浓度为2-3mol/l的硫酸，所述有机助剂是淀粉、海藻凝胶、壳聚糖凝胶、葡萄糖基树脂凝胶的任意一种或多种；在实施例中，硫酸的浓度选择2.5mol/l，有机助剂选择淀粉和海藻凝胶的混合，淀粉和海藻凝胶按照重量1:1的方式混合，有机助剂和硫酸的用量则以1g：4ml的方式混合，沸石和改性液的比例则以1g：5ml的方式混合，在75℃的温度下，搅拌1.5h，之后过滤就得到改性的沸石。
55.s6c，将处理后的沸石洗净后在100-120℃下烘干至恒重，粉碎并过180-200目筛制得改性沸石粉；处理后的沸石也就是改性的沸石用纯净水洗净后在110℃烘干至恒重，然后再对其进行粉碎，粉碎后过200目筛制得改性沸石粉。
56.改性麦饭石粉的制备步骤如下：
57.s7a，将天然麦饭石洗净后在温度为100-110℃下烘干至恒重，之后粉碎过80-100目筛制得麦饭石粉；在该步骤中用水洗去天然麦饭石表面的杂质，然后再100℃的温度下烘干至恒重，之后对其粉碎并过100目筛。
58.s7b，将麦饭石粉在290-310℃的温度下活化3.5-4h；实施例中，活化温度选择300℃，活化时间4h。
59.s7c，将活化后的麦饭石粉使用微波强度80％进行改性，辐射10-12min；
60.s7d，将辐射后的麦饭石超声清洗2-2.5h，之后在空气中120-130℃的温度下烘干至恒重，粉碎并过180-200目筛制得改性麦饭石粉；超声清洗进一步洗去麦饭石中的杂质，实施例中超声清洗时间2h，将麦饭石过滤出并在120℃的温度下烘干至恒重，最后再将其粉碎过200目筛即可。
61.载银火山石粉的制备步骤如下：
62.s8a，将天然火山石洗净后烘干至恒重，并粉碎至粒径为1-2mm制得火山石粉；在100℃的温度下烘干。
63.s8b，将火山石粉加入0.05mol/l的盐酸中振荡30-35min，用去离子水多次清洗直至ph在7-7.5得到初步处理的火山石粉；
64.s8c，将初步处理的火山石粉放入马弗炉中在650-660℃的温度下煅烧10-15min；实施例中煅烧温度选择650℃，时间15min；
65.s8d，将煅烧后的火山石粉加入到0.03mol/l的硝酸银和0.15mol/l的硝酸锌混合溶液中，在反应温度为50-55℃，ph为6-8的条件下振荡4-4.5h；实施例中反应温度50℃，反应时间4.5h；
66.s8e，将反应后的火山石粉进行干燥，在150℃的温度下干燥至恒重，之后将干燥后的火山石粉再次放于马弗炉中，从室温加热到450℃，升温速℃为15℃/min，保温1h，最后冷却至室温制得载银火山石粉；
67.椰壳载银活性炭粉的制备步骤如下：
68.s9a，选取椰壳活性炭粉对其进行超声振荡洗涤，洗去其表面杂质和浮尘后恒温干燥至恒重得到处理后的椰壳活性炭粉，干燥温度为100-110℃；实施例中干燥温度选择110℃；
69.s9b，将处理后的椰壳活性炭粉与1％-8％g/ml的硝酸银溶液中在反应釜中反应制得吸附有银离子的椰壳活性炭粉，反应温度为120-150℃，反应时间为6-8h；实施例中硝酸银溶液的浓度选择2.0g/l，反应温度为120℃，反应时间6h；
70.s9c，将吸附银离子的椰壳活性炭粉用蒸馏水洗涤至无银离子流出后，将其在70-80℃的温度下真空干燥至恒重；实施例中干燥温度选择75℃；
71.s9d将前一步骤处理后的椰壳活性炭粉在氮气保护下煅烧，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间2-4h；实施例中煅烧温度500℃，煅烧时间2.5h。
72.s2，按重量份数的组分将制备的改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份混合并在混合过程中添加改性淀粉基胶黏剂5-12份制得混合物；实施例1中选择改性菱锶矿石粉20g、改性沸石粉16g、改性麦饭石粉20g、改性贻贝壳粉16g、载银陶瓷颗粒30g、载银火山石粉10g、椰壳载银活性炭粉120g混合并在混合过程中添加改性淀粉基胶黏剂16g；实施例2中选择改性菱锶矿石粉30g、改性沸石粉16g、改性麦饭石粉20g、改性贻贝壳粉20g、载银陶瓷颗粒30g、载银火山石粉16g、椰壳载银活性炭粉150g混合并在混合过程中添加改性淀粉基胶黏剂16g；
73.s3，将混合物放入液压模具烧结，烧结后冷却制得富锶滤芯；所述步骤s3中液压模具烧结时间为30-35min，液压温度为150-155℃，压力为14-16mpa；实施例1和实施例2中均选择烧结时间30min，烧结温度150℃，压力15mpa，通过烧结后就制得成型的富锶滤芯。
74.将实施例1和实施例2制成的滤芯，在纯水冲洗10min后，使用800g ro机(流量1.2-1.8l/min)，进行连续通水测试，每500l取一个样测量其中锶的含量，连续取样六次，在实施例1中锶的含量平均增加1.12mg/l，实施例2中锶的含量平均增加1.40mg/l，相比于天然矿泉水标准的6倍以上。
75.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，
而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种富锶滤芯，其特征在于：由以下重量份数的组分组成，改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份、改性淀粉基胶黏剂5-12份。2.根据权利要求1所述富锶滤芯，其特征在于：所述改性菱锶矿石粉、改性沸石粉均由改性液加工制得；所述改性麦饭石粉是在一定温度活化后通过微波改性制得；所述改性贻贝壳粉是通过两次煅烧制得；所述载银陶瓷颗粒是粒径为0.4-0.6mm的载银硅藻壳陶瓷颗粒或载银椰壳陶瓷颗粒中的一种或两种；所述载银火山石粉是将火山石高温改性后与硝酸银溶液反应制得；所述椰壳载银活性炭粉是通过椰壳活性炭和硝酸银溶液水热反应后煅烧制得。3.一种富锶滤芯的制备方法，其特征在于:包括如下步骤：s1，制备改性菱锶矿石粉、改性沸石粉、改性麦饭石粉、改性贻贝壳粉、载银陶瓷颗粒、载银火山石粉、椰壳载银活性炭粉；s2，按重量份数的组分将制备的改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份混合并在混合过程中添加改性淀粉基胶黏剂5-12份制得混合物；s3，将混合物放入液压模具烧结，烧结后冷却制得富锶滤芯。4.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于:所述改性菱锶矿石粉的制备步骤如下：s4a，将天然菱锶矿石洗净后加入到改性液中处理，所述改性液是由硫酸和有机助剂组成，所述硫酸是浓度为2-3mol/l的硫酸，所述有机助剂是淀粉、海藻凝胶、壳聚糖凝胶、葡萄糖基树脂凝胶的任意一种或多种；s4b，将处理后的菱锶矿石洗净后在100-120℃的温度下烘干至恒重，粉碎并过180-200目筛制得改性菱锶矿石粉。5.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于:所述改性贻贝壳粉的制备步骤如下：s5a，将贻贝壳洗净后浸泡在稀盐酸中处理0.5-1h，再用纯净水进行清洗，之后将贻贝壳烘干并粉碎，过80-100目筛制得贻贝壳粉；s5b，将贻贝壳粉溶于过量的硅酸钠溶液中，在马弗炉中进行初次煅烧，初次煅烧的温度为200-250℃，时间为35-60min，过滤出固体；s5c，将过滤出的固体在马弗炉中进行二次煅烧，二次煅烧的温度为450-580℃，时间为40-100min；s5d，将二次煅烧后的贻贝壳粉冷却至室温，过180-200目筛制得改性贻贝壳粉。6.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于:所述改性沸石粉的制备步骤如下：s6a，将天然沸石洗净后在温度为100-110℃下烘干至恒重；s6b，将洗净烘干后的沸石加入到改性液中处理，所述改性液是由硫酸和有机助剂组成，所述硫酸是浓度为2-3mol/l的硫酸，所述有机助剂是淀粉、海藻凝胶、壳聚糖凝胶、葡萄糖基树脂凝胶的任意一种或多种；s6c，将处理后的沸石洗净后在100-120℃的温度下烘干至恒重，粉碎并过180-200目筛
制得改性沸石粉。7.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于：所述改性麦饭石粉的制备步骤如下：s7a，将天然麦饭石洗净后在温度为100-110℃下烘干至恒重，之后粉碎过80-100目筛制得麦饭石粉；s7b，将麦饭石粉在290-310℃的温度下活化3.5-4h；s7c，将活化后的麦饭石粉使用微波强度80％进行改性，辐射10-12min；s7d，将辐射后的麦饭石超声清洗2-2.5h，之后在空气中120-130℃的温度下烘干至恒重，粉碎并过180-200目筛制得改性麦饭石粉。8.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于:所述载银火山石粉的制备步骤如下：s8a，将天然火山石洗净后烘干至恒重，并粉碎至粒径为1-2mm制得火山石粉；s8b，将火山石粉加入0.05mol/l的盐酸中振荡30-35min，用去离子水多次清洗直至ph在7-7.5得到初步处理的火山石粉；s8c，将初步处理的火山石粉放入马弗炉中在650-660℃的温度下煅烧10-15min；s8d，将煅烧后的火山石粉加入到0.03mol/l的硝酸银和0.15mol/l的硝酸锌混合溶液中，在反应温度为50-55℃，ph为6-8的条件下振荡4-4.5h；s8e，将反应后的火山石粉进行干燥，在150℃的温度下干燥至恒重，之后将干燥后的火山石粉再次放于马弗炉中，从室温加热到450℃，升温速度为15℃/min，保温1h，最后冷却至室温制得载银火山石粉。9.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于:所述椰壳载银活性炭粉的制备步骤如下：s9a，选取椰壳活性炭粉对其进行超声振荡洗涤，洗去其表面杂质和浮尘后恒温干燥至恒重得到处理后的椰壳活性炭粉，干燥温度为100-110℃；s9b，将处理后的椰壳活性炭粉与1％-8％g/ml的硝酸银溶液中在反应釜中反应制得吸附有银离子的椰壳活性炭粉，反应温度为120-150℃，反应时间为6-8h；s9c，将吸附银离子的椰壳活性炭粉用蒸馏水洗涤至无银离子流出后，将其在70-80℃的温度下真空干燥至恒重；s9d，将前一步骤处理后的椰壳活性炭粉在氮气保护下煅烧，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间2-4h。10.根据权利要求3所述富锶滤芯的制备方法，其特征在于:所述步骤s3中液压模具烧结时间为30-35min，液压温度为150-155℃，压力为14-16mpa。

技术总结
本发明涉及一种富锶滤芯及其制备方法，由以下重量份数的组分组成，改性菱锶矿石粉10-15份、改性沸石粉5-10份、改性麦饭石粉10-15、改性贻贝壳粉5-10份、载银陶瓷颗粒15-30份、载银火山石粉4-8份、椰壳载银活性炭粉45-80份、改性淀粉基胶黏剂5-12份；同时还公开了该富锶滤芯的制备方法。该发明滤芯能缓慢释放多种微量元素来补充人体所需，同时还能有效预防滤芯长久使用后细菌滋生对水造成二次污染的问题，而且使用的改性淀粉基胶黏剂能生物降解，绿色环保无污染；贻贝壳粉则做到了废物再利用，具有重大的环境和经济效益。有重大的环境和经济效益。


技术研发人员：卯俊杰
受保护的技术使用者：深圳市法兰尼净水设备有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/13