[发明专利]含用pDADMAC涂布的活性炭颗粒的过滤器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及水过滤器和生产可饮用水的方法，和具体地涉及含具有聚合物涂层的活性炭的水过滤器，及其制造方法。

背景技术

流体污染物，尤其在水中的污染物可包括各种元素和组合物，例如重金属(例如，铅)，微生物(例如，细菌，病毒)，酸(例如，腐殖酸)或在NSF/ANSI标准No.53中列出的任何污染物。此处所使用的术语“微生物”，“微生物有机物”，“微生物试剂”和“病原体”可互换使用。此处所使用的这些术语是指各类微生物，它们可表征为细菌，病毒，寄生虫，原生动物，和病原体微生物。在各种情况下，在水可被使用之前，必须除去以上列出的这些污染物。例如，在许多医疗应用中和在制造一些电子组件中，要求极纯的水。作为更加常见的实例，在水可饮用，即适合于消费之前，必须从水中除去任何有害的污染物。尽管在一些工业/城市水处理系统中进行了过滤，但这些过滤器可能不适合于和/或实现不了在消费者友好的水过滤应用中使用适合的或者所要求的除去性能，例如家用和个人使用过滤器应用，和/或生产可饮用水。结果，继续需要具有改进的污染物除去性能的过滤器。

发明概述

根据一个实施方案，提供生产涂布的活性炭的方法。该方法包括下述步骤：提供粒度最大约100微米的活性炭颗粒，和通过在活性炭颗粒表面上喷涂阳离子聚合物溶液的液滴来涂覆活性炭颗粒，其中该阳离子聚合物溶液包括约1－约15wt%阳离子聚合物，和液滴尺寸为约5微米－约100微米。

鉴于下述详细说明，结合附图，将更加充分地理解通过本发明的实施方案提供的这些和额外的目的与优点。

附图简述

当结合所包括的附图阅读时，可最好地理解本发明具体实施方案的下述详细说明。

图1A和1B是次级离子质谱法(SIMS)显微图，它分别描绘了碳颗粒离子和阳离子聚合物离子的位置，当在活性炭上喷涂液滴大小为80－120微米的12wt%pDADMAC溶液时；

图2A和2B是根据本发明的一个或更多个实施方案的SIMS显微图，它分别描绘了碳颗粒离子和阳离子聚合物离子的位置，当在活性炭上喷涂液滴大小为20微米的4wt%pDADMAC溶液时；

图3是根据本发明的一个或更多个实施方案，描绘生产阳离子涂布的活性炭颗粒的方法的流程图。

附图中列出的实施方案本质上是阐述性的，且不打算为限制要求保护的发明。而且，鉴于该详细说明，附图和本发明的单独的特征将更加充分地显而易见和得到理解。

详细说明

本发明公开内容的实施方案涉及活性炭过滤器，它包括在其上具有阳离子聚合物涂层的活性炭颗粒，和制造这些涂布的活性炭颗粒的方法。具体地，本发明公开的实施方案涉及施加阳离子聚合物涂层，其方式使得减少洗脱。此处所使用的“洗脱(elution)”是指当引入水时，洗涤掉在活性炭颗粒上的至少一部分阳离子聚合物。当期望生产纯化的可饮用水时，阳离子聚合物洗脱到待过滤的水内是非所需的。因此，本发明的方法优化涂层的均匀度和数量(quantity)以最小化洗脱，同时维持微生物的除去性能。

以下详细地描述的活性炭过滤器可独立地操作，从流体中除去污染物，例如重金属，腐殖酸，和/或微生物，或者可以一前一后地(in tandem)使用，以便更加有效地和/或在增加的水平下除去这些污染物。例如，本发明的过滤器能满足针对微生物纯化器的EPA指南标准，该标准推荐细菌RT的6log下降，对MS2抗菌素显示出4log下降。可在工业和商业应用中以及个人消费应用中，例如家用和个人使用应用中，使用水过滤器。可操作水过滤器，与本领域技术人员熟悉的各种固定设备、用具或组件一起使用。

碳过滤器可包括活性炭颗粒，且可包括各种合适的组合物和结构。在一个实施方案中，碳过滤器可以是含活性炭颗粒或压缩到块结构内的粉末的过滤块。此处所使用的措辞“过滤块”拟指粘结到一起形成能过滤液体，例如水，空气，烃和类似物的结构的过滤器颗粒的混合物。这种过滤块可包括过滤器颗粒，粘合剂颗粒和除去特定污染物，例如铅，汞，砷等的其他颗粒或纤维。过滤块的几何形状和流动图案可以变化。许多当前予以考虑的过滤块制造方法之一是使用欧姆加热的单一腔室压模法。