[发明专利]导电滤膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种导电滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

水是生命之源，近年来随着工业的发展，曝光化工厂导致的水源污染的事件时有发生，重金属导致的水污染如砷、铅超标等，已经成为危害人们身体健康的隐形杀手。目前工业上常见的水净化方法主要有：过滤(包括纳滤和微滤)、反渗透、电化学等方法。例如发明专利201310730485.5中公开了一种活性炭或者碳纳米纤维负载纳米金属材料的过滤材料；发明专利200680036553.6公开了一种由活性炭负载碳纳米管生产过滤芯的方法；200780022554.X实用新型专利公开了一种电吸附来处理污水的方法；上述两个发明净化水的原理是采用了过滤和吸附的方法净化水。用过滤和吸附的方法净化水两个难题：①单位材料的吸附量有限，导致水净化效率低，需要多级吸附或者大量的吸附材料才能实现净水的目的；②将细菌和微生物吸附在过滤介质表面，很容易引起水体的二次污染；发明专利200610043827.6公开了一种超滤膜净化水的方法、发明专利200610015370.8公开了一种超滤膜净化水的方法。单纯的超滤和微滤膜是无法滤除重金属的，这是由其膜的过滤孔径决定的，因为超滤膜的过滤孔径一般为0.1～0.01um(微米)，而重金属比如铅Pb2+离子的直径0.28nm(纳米)，是完全能通过超滤膜孔径的。发明专利201380002254.0公开了一种过滤水用的反渗透膜的生产方法；反渗透净化水存在两个难题：①反渗透净化水的同时会产生大量的废水，反渗透膜每生产1吨纯水会产生2-4吨废水；②反渗透方式处理水会将水中对人体有益的钠、钾、锌一并除去，并不适合人饮用。

因此需要开发一种适合用于净水系统的新型的膜材料。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种适用于水净化处理的导电滤膜。

具体的技术方案如下：

一种导电滤膜，该导电滤膜主要由导电材料与辅料制备而成，所述导电材料占导电材料与辅料总质量的5-100％，所述导电材料选自碳纳米管、尺寸为1-10μm的碳纤维、碳纳米纤维、石墨烯、纳米铜线、纳米银线或导电金属丝中的一种或几种，所述辅料包括辅助纤维和/或功能填料。

在其中一个实施例中，所述辅助纤维选自纸浆纤维、天丝纤维、ES纤维、玻璃纤维、涤纶纤维、芳纶纤维或聚四氟乙烯纤维中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述功能填料选自纳米银颗粒、活性碳颗粒、活性碳纤维、氧化铝或二氧化钛中的一种或几种。

在其中一个实施例中，该导电滤膜的电导率为500-20000s/m。

本发明的另一目的是提供上述导电滤膜的制备方法。

具体的技术方案如下：

上述导电滤膜的制备方法，包括如下步骤：

将导电纤维进行表面亲水处理，然后与辅助纤维混合分散于水中，然后再加入功能填料和助留剂，最后在造纸机上抄造、烘干，即得所述导电滤膜；

或，将碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯中的一种或几种与尺寸为1-10μm的碳纤维混合分散于水中，然后在造纸机上抄造、烘干、施胶、干燥，再进行高温石墨化，即得所述导电滤膜；

或，将导电材料加热后负载于沥青基碳纤维原丝或聚丙烯晴原丝上，然后进行预氧化、炭化、石墨化，再纺成碳纤维布，利用电化学或者化学沉积方法将功能填料负载于碳纤维布上，即得所述导电滤膜。

在其中一个实施例中，所述助留剂为聚丙烯酰胺。

本发明的另一目的是提供上述导电滤膜的应用。

具体的技术方案如下：

上述导电滤膜在水净化处理中的应用。

本发明的另一目的是提供一种水净化处理装置。

具体的技术方案如下：

一种水净化处理装置，包括电源和壳体，所述壳体内沿水流动方向依次设有至少一个正极膜和至少一个负极膜，所述正极膜为与所述电源正极连接的权利要求1-4任一项所述的导电滤膜，所述负极膜为与所述电源负极连接的权利要求1-4任一项所述的导电滤膜。

在其中一个实施例中，所述正极膜与所述负极膜之间还设有分离支撑膜。

本发明的原理和优点如下：