[发明专利]用于去除水中镍的过滤介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中镍的过滤介质及其制备方法、使用该过滤介质的滤芯、净水装置和饮水机。

背景技术

工业和农业的迅速发展导致水资源遭到严重破坏，工业废水排放到江河、湖泊中，农药、杀虫剂等大量使用以及生活垃圾和生活废水的肆意排放，这些都造成地下水和地表水的水质变差，导致水中产生很多对人体有害的物质。水污染越来越成为影响人们生活的严峻问题。

镍是一种具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光，并且抗腐蚀。在化学周期表中，镍是第28号元素，在铁元素和钴元素的后边。镍是典型的金属。纯镍的颜色是银白色，特别是新制得的镍和磨光的镍金属表面还具有强金属光泽。镍可以锻造和拉丝。空气中的水蒸气和氧气能够使镍失去光泽而变得暗淡。稀硫酸和盐酸能够缓慢的溶解镍。稀硝酸比其他酸和镍的作用快。碱与镍不发生反应。镍的大多数化合物是二价的，例如NiCl₂，NiSO₄等。镍与氧反应能够生成一种对冶金很重要的化合物NiO₂，和硫生成Ni₃S₂，和CO生成Ni(CO)₄。

在水中的镍主要以离子形式存在。镍是人体必需的微量元素，在人体内参与细胞激素及色素的代谢、生血、激活酶和形成辅酶等。镍缺乏时，人体容易出现肝硬化、肾衰、尿毒、肝脂质和磷脂质代谢异常等疾病。镍过量时，可以使人产生鼻咽癌、过敏性皮炎、白血病、肝癌和骨癌等绝症。镍是一种环境激素，具有强烈的致癌、致畸、致突变作用和环境持久性，在复杂的生态环境中可以不断地迁移、转化、积累，严重威胁着人类的健康。以致癌作用为例，全世界每年有500多万人死于癌症，世界卫生组织(WHO)认为，人类的癌症绝大部分是由环境因素引起的，镍就是其中的一种。

镍的污染主要来源于采矿、冶炼、电池、电镀、印染等工业废水的排放。排至水体环境中的镍不能被生物降解或者转化为无害物，通过生物链富集到一定程度，镍对人体会有严重的危害。我国已经将镍及其化合物列入水中优先控制的污染物的黑名单中。

现有的离子交换树脂方法中，离子交换树脂的制备过程繁琐，因而成本较高。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种过滤介质，主要用于去除水中的镍，从而达到改善水质的目的。

本发明的另一个目的是提供一种用于去除水中镍的过滤介质的制备方法。

为了达到以上发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于去除水中镍的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将包含超高分子量聚乙烯、活性炭、纳米X型沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、纳米X型沸石分子筛粉、凹凸棒石粉和发孔剂的重量比为：100～300∶50～100∶100～200∶100～200∶50～100；

b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。

压制压力可以选择为0.4～1.0MPa，烧结温度为：220～240℃，烧结时间为10～200分钟，冷却至70℃以下可以脱模。在此制作过程中，在发明人多次的试验之后，得出在220～240℃的范围内制作出的过滤介质，过滤效果更好。

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，优选使用重均分子量为250～400万的聚乙烯。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±50万)、M-II型(分子量为250±50万)、M-III型(分子量为350±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，所以利用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，可以起到吸附水中镍的作用。

活性炭是一种多孔性物质，它具有如蜂窝状的孔隙结构、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。其中以椰壳材质为来源的活性炭强度较高、吸附性能较好。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。