[发明专利]具有吸附与离子交换过滤特性的深层过滤介质的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有吸附与离子交换过滤特性的深层过滤介质的制备方法，尤其是一种主要应用于水处理、生物制药及化工等以水相为过滤液体、油相为过滤液体和气相过滤场合的过滤介质。

背景技术

过滤一般有滤饼过滤和深层过滤二种。深层过滤由于被过滤物质通过多孔性过滤介质内部孔道表面吸附而有效去除，容易实现过滤的选择性和高效性。

对水相为过滤液体、油相为过滤液体和气相过滤的三种过滤情况下，过滤器必须有效地截留过滤物料中存在的悬浮物质，而使滤液或气体通过过滤器。不仅如此，过滤器还要能够有效地截留溶解于液体或气体中的“有害物质”，而过滤液或气体顺利通过过滤器。

所以，过滤介质必须具有选择性吸附、离子交换及膜过滤功能中的一种或几种功能。所需的选择性吸附包括了物理选择和化学选择，物理选择是通过物理筛选和物理吸附完成。离子交换是通过离子交换树脂来完成。膜过滤是通过多孔性超滤或微滤来实现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有吸附与离子交换过滤特性的深层过滤介质的制备方法，得到具有高孔隙率和均匀的孔径分布的过滤介质。

按照本发明提供的技术方案，所述具有吸附与离子交换过滤特性的深层过滤介质的制备方法，特征是，组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：

（1）将2~60份细微纤维和10~95份颗粒物质充分混合，然后加入5~30份液体粘合剂，0~30份溶剂，在5~60℃的温度条件下混合均匀，制得混合物；所述颗粒物质为吸附性颗粒或离子交换树脂；

（2）将混合物倒入浅槽中，用刮刀将混合物刮平，在浅槽中形成浇浆层E1，所述浇浆层E1的厚度为0.1~10毫米；

（3）重复步骤（1）~（2），重复次数为i次，i为1~9的整数，依次得到浇浆层E2~E10，浇浆层E1的粒径为1~500μm，浇浆层E10的孔径为0.5~100μm，所述浇浆层E1~E10从下往上颗粒粒径依次减小，浇浆层E1~E10的孔径在20nm~100μm之间呈梯度依次递减；所述浇浆层E1~E10中，至少一层浇浆层中含有离子交换树脂颗粒，至少一层浇浆层中含有吸附性颗粒；所述浅槽的底部通过金属管与真空泵连接，用真空泵将浇浆层中的水或溶剂从浅槽底部的金属管排走，所述真空度为1~90KPa，抽真空的时间为0.5~8小时；

（4）将浅槽放入烘箱中进行烘干，烘箱温度为30~100℃，时间为0.5~40小时；烘干后从浅槽中脱出固体，即得到所述的过滤介质。

所述细微纤维为生物纤维、高分子合成纤维、无机纤维或金属丝；所述生物纤维为纸浆纤维、棉纤维、麻纤维或蚕丝纤维；所述高分子合成纤维为聚酯纤维、聚氨酯纤维、尼龙纤维、醋酸纤维、聚砜纤维、聚乙烯纤维或聚丙烯纤维；所述无机纤维为石棉、玻璃纤维或碳纤维；所述金属丝为铜丝、铁丝或不锈钢丝。

所述吸附性颗粒为石英砂、锰砂、活性炭、硅藻土、改性海泡石、膨润土、多孔硅胶、沸石、活性氧化铝、凹凸棒土、无机纳米材料、蒙脱石或壳聚糖；所述无机纳米材料为纳米碳材料、纳米二氧化钛、纳米氧化亚铜、纳米金属银、负载型纳米金属银或纳米氧化镁。

所述液体粘合剂为液体环氧树脂粘合剂、液体聚氨酯粘合剂、液态不饱和聚酯树脂粘合剂、液体酚醛树脂粘合剂或液体氨基树脂粘合剂。

所述溶剂为有机溶剂或水，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、乙酸甲酯或乙酸乙酯。

所述离子交换树脂为阳离子型交换树脂、阴离子型交换树脂或二者的混合物。

所述浅槽的高度为2~100mm。

所述细微纤维的直径为0.01~0.1mm，长度为1~500mm。

所述颗粒物质的粒径为0.01~1mm。

本发明可以达到高效分离的目的，过滤介质具有高孔隙率和均匀的孔径分布，具备所需的抗压性能；本发明所采用的材料具有选择性吸附、离子交换和膜过滤等功能，能够有效地去除悬浮物、有害离子、溶解性有害物质，达到高效的分离效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。