CN106637518A - 一种可生物降解滤芯的制备方法 - Google Patents

一种可生物降解滤芯的制备方法 Download PDF

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陈玲
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Abstract

本发明公开一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：将重量份98‑99份的植物基纤维经偏磷酸与氯化铵混合液浸渍处理；再添加重量份1‑2份的β‑磷酸三钙或/和β‑羟基磷灰石后经碳化工艺处理；最后经活化工艺处理得到可生物降解活性碳纤维。本发明制备的滤芯活性碳纤维可生物降解，从而减少环境污染。

Description

一种可生物降解滤芯的制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其是指一种可生物降解滤芯的制备方法。
背景技术
越来越多人热衷于户外运动，如登山、攀岩、野外露营、野炊、探险等，在享受户外运动的同时免不了需要及时补充水分。随身携带的饮用水有限，常常不够补给。虽然景区或自然保护区水源水较干净，但不免含有一些悬浮物、胶体、杂质和细菌之类的污染物，直接饮用会造成腹泻或生病的风险。
因此，户外运动者通常携带便捷式水过滤设备，由于户外水质较差，通常需要更换滤芯，现有技术中滤芯通常使用沥青纤维或者硝酸基纤维而难以降解，丢弃后容易污染环境。
有鉴于此，本发明研发出一种克服所述缺陷的可生物降解滤芯的制备方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可生物降解滤芯的制备方法，该方法制备的滤芯活性碳纤维可生物降解，从而减少环境污染。
为达成上述目的，本发明的解决方案为：
一种可生物降解滤芯制备的方法，包括以下步骤：将重量份98-99份的植物基纤维经偏磷酸与氯化铵混合液浸渍处理；再添加重量份1-2份的β-磷酸三钙或/和β-羟基磷灰石后经碳化工艺处理；最后经活化工艺处理得到可生物降解活性碳纤维。
进一步，植物基纤维为剑麻基活性碳纤维、苎麻基活性碳纤维、椰子棕纤维和甘蔗渣黏胶基活性碳纤维中的一种或多种混合。
进一步，偏磷酸与氯化铵混合体积浓度比为2:1，所用纯度均为分析纯。
进一步，植物基纤维浸渍处理时间为5-10min。
进一步，碳化工艺为：在氮气气氛下在120-240℃条件下加热10-20min，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在750-900℃，维持20-60min。
进一步，活化工艺为：在800-900℃条件下使用水蒸气加热20-80min。
采用上述方案后，本发明植物基纤维经偏磷酸与氯化铵混合液浸渍处理有助于活性碳纤维的生成率和孔结构的形成。添加剂β-磷酸三钙或/和β-羟基磷灰石为无机物，促进植物基纤维在自然条件下加速生物降解过程，该添加剂在碳化过程与活性碳纤维牢牢粘结在一起，碳化除去有机物及对纤维进行脱水，后续经活化工艺，进行扩孔和增加比表面积，最终得到可生物降解的滤芯。
本发明制备的滤芯适宜应用于短期使用的户外水处理，丢弃后可降解，从而减少环境污染，具有吸附功能强和环境友好等优点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做详细描述。
实施例一
一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：
一，将重量份98份的剑麻基活性碳纤维置于体积比为2:1的偏磷酸和氯化铵溶液中浸渍5min。
二，将浸渍处理的剑麻基活性碳纤维与2份β-磷酸三钙进行混合。
三，再将混合的剑麻基活性碳纤维在氮气气氛下在150℃条件下，加热10min进行脱水处理。
四，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在750℃，维持30min。
五，将经碳化的剑麻基活性碳纤维在800℃条件下使用水蒸气加热30min进行扩孔和增加比表面积，通过活化处理的剑麻基活性碳纤维即得到一定强度的可生物降解的活性碳纤维材料，适用于户外或便携式水质净化。
实施例二
一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：
一，将重量份99份的剑麻基活性碳纤维置于体积比为2:1的偏磷酸和氯化铵溶液中浸渍5min。
二，将浸渍处理的剑麻基活性碳纤维与1份β-磷酸三钙进行混合。
三，再将混合的剑麻基活性碳纤维在氮气气氛下在150℃条件下，加热10min进行脱水处理。
四，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在750℃，维持30min。
五，将经碳化的剑麻基活性碳纤维在800℃条件下使用水蒸气加热30min进行扩孔和增加比表面积，通过活化处理的剑麻基活性碳纤维即得到一定强度的可生物降解的活性碳纤维材料，适用于户外或便携式水质净化。
实施例三
一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：
一，将重量份98份的苎麻基活性碳纤维置于体积比为2:1的偏磷酸和氯化铵溶液中浸渍5min。
二，将浸渍处理的苎麻基活性碳纤维与2份β-磷酸三钙进行混合。
三，再将混合的苎麻基活性碳纤维在氮气气氛下在150℃条件下，加热10min进行脱水处理。
四，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在750℃，维持30min。
五，将经碳化的苎麻基活性碳纤维在800℃条件下使用水蒸气加热30min进行扩孔和增加比表面积，通过活化处理的苎麻基活性碳纤维即得到一定强度的可生物降解的活性碳纤维材料，适用于户外或便携式水质净化。
实施例四
一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：
一，将重量份98份的剑麻基活性碳纤维置于体积比为2:1的偏磷酸和氯化铵溶液中浸渍5min。
二，将浸渍处理的剑麻基活性碳纤维与2份β-羟基磷灰石进行混合。
三，再将混合的剑麻基活性碳纤维在氮气气氛下在200℃条件下，加热20min进行脱水处理。
四，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在800℃，维持30min。
五，将经碳化的剑麻基活性碳纤维在800℃条件下使用水蒸气加热30min进行扩孔和增加比表面积，通过活化处理的剑麻基活性碳纤维即得到一定强度的可生物降解的活性碳纤维材料，适用于户外或便携式水质净化。
实施例五
一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：
一，将重量份98份的椰子棕纤维置于体积比为2:1的偏磷酸和氯化铵溶液中浸渍10min。
二，将浸渍处理的椰子棕纤维与2份β-羟基磷灰石进行混合。
三，再将混合的椰子棕纤维在氮气气氛下在200℃条件下，加热20min进行脱水处理。
四，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在750℃，维持30min。
五，将经碳化的剑麻基活性碳纤维在750℃条件下使用水蒸气加热50min进行扩孔和增加比表面积，通过活化处理的椰子棕纤维即得到一定强度的可生物降解的活性碳纤维材料，适用于户外或便携式水质净化。
实施例六
一种可生物降解滤芯的制备方法，包括以下步骤：
一，将重量份99份的剑麻基活性碳纤维置于体积比为2:1的偏磷酸和氯化铵溶液中浸渍5min。
二，将浸渍处理的剑麻基活性碳纤维与2份β-羟基磷灰石进行混合。
三，再将混合的剑麻基活性碳纤维在氮气气氛下在240℃条件下，加热20min进行脱水处理。
四，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在800℃，维持30min。
五，将经碳化的剑麻基活性碳纤维在900℃条件下使用水蒸气加热30min进行扩孔和增加比表面积，通过活化处理的剑麻基活性碳纤维即得到一定强度的可生物降解的活性碳纤维材料，适用于户外或便携式水质净化。

Claims (6)

1.一种可生物降解滤芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将重量份98-99份的植物基纤维经偏磷酸与氯化铵混合液浸渍处理；再添加重量份1-2份的β-磷酸三钙或/和β-羟基磷灰石后经碳化工艺处理；最后经活化工艺处理得到可生物降解活性碳纤维。
2.如权利要求1所述的一种可生物降解滤芯的制备方法，其特征在于：植物基纤维为剑麻基活性碳纤维、苎麻基活性碳纤维、椰子棕纤维和甘蔗渣黏胶基活性碳纤维中的一种或多种混合。
3.如权利要求1所述的一种可生物降解滤芯的制备方法，其特征在于：偏磷酸与氯化铵混合体积浓度比为2:1，所用纯度均为分析纯。
4.如权利要求1所述的一种可生物降解滤芯的制备方法，其特征在于：植物基纤维浸渍处理时间为5-10min。
5.如权利要求1所述的一种可生物降解滤芯的制备方法，其特征在于：碳化工艺为：在氮气气氛下在120-240℃条件下加热10-20min，然后再以20℃/min的速率升温至450℃，继续升温并控制碳化温度在750-900℃，维持20-60min。
6.如权利要求1所述的一种可生物降解滤芯的制备方法，其特征在于：活化工艺为：在800-900℃条件下使用水蒸气加热20-80min。
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