[发明专利]一种复合活性炭超滤滤芯及其制备方法

权利要求书

1.一种复合活性炭超滤滤芯，其特征在于其原料组成与质量比含量为：活性炭50～65，硅藻土5～10，高岭土29.8～35，抗菌剂0.1～0.5，金属离子添加剂0～3，石墨烯微片0.1～1.5。

2.如权利要求1所述一种复合活性炭超滤滤芯，其特征在于所述活性炭的平均颗粒粒径为10～16μm，比表面积BET值为1100～1500m²/g，碘值为600～1000mg/g。

3.如权利要求1所述一种复合活性炭超滤滤芯，其特征在于所述硅藻土的平均颗粒粒径为6～10μm，所述高岭土的平均颗粒粒径为2～5μm。

4.如权利要求1所述一种复合活性炭超滤滤芯，其特征在于所述抗菌剂采用硝酸银，所述金属离子添加剂可采用硝酸铁或者氯化铁；所述石墨烯微片厚度为80～100nm，平均微片直径为8μm。

5.如权利要求1～4中任一所述复合活性炭超滤滤芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）石墨烯微片的分散：将石墨烯微片放入体积比浓度为10%的N-甲基吡咯烷酮水溶液中超声波分散为2～25g/L的石墨烯微片分散液；

2）注浆成型用的浆料的制备：将硅藻土、高岭土、活性炭、抗菌剂、金属离子添加剂和石墨烯微片分散液球磨后，取出浆料，熟化后得到注浆成型用的浆料；

3）注浆成型及脱模：将注浆成型用的浆料倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为8～15mm后，倒出石膏模中的未吸附的流动浆料，获得空心的滤芯胚体，将石膏模脱气处理后，把滤芯胚体从石膏模内脱出，得到复合活性炭超滤滤芯生坯；

4）复合活性炭超滤滤芯生坯干燥及烧结：将复合活性炭超滤滤芯生坯干燥，烧结还原后，随炉冷却到室温取出，即得载有纳米银、纳米铁的复合活性炭超滤滤芯。

6.如权利要求5所述复合活性炭超滤滤芯的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述球磨采用行星式万能球磨机球磨，硅藻土、高岭土、活性炭、抗菌剂和石墨烯微片分散液的总质量与磨球的质量比可为1∶3，所述磨球可由两种不同粒径陶瓷球组成，其中一种陶瓷球的直径为1mm，另一种陶瓷球的直径为2mm,直径为1mm陶瓷球和2mm陶瓷球的质量比为（1～3）∶1，球磨的转速可为1000～3000rpm，球磨的时间可为8～16h。

7.如权利要求5所述复合活性炭超滤滤芯的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述熟化采用静止熟化12～24h。

8.如权利要求5所述复合活性炭超滤滤芯的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述脱气处理是将石膏模倒置放入真空度为10kPa的真空箱中，静止2～4h脱气处理。

9.如权利要求5所述复合活性炭超滤滤芯的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述干燥的温度为102～108℃，干燥的时间为12～24h。

10.如权利要求5所述复合活性炭超滤滤芯的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述烧结还原的方法是将干燥后的复合活性炭超滤滤芯生坯放入真空反应烧结炉中，在氮气和氢气的气氛中烧结还原，按照4～6℃/min的速度升温，烧结的温度为850～920℃，烧结的时间为1.5～3h。