[发明专利]一种基于烧结加工工艺的除砷滤芯及其制造方法

说明书

本发明提供一种基于烧结加工工艺的除砷滤芯的制造方法，步骤如下：制备载铁粉末活性炭；以所述载铁粉末活性炭为基体，添加超高分子聚乙烯为粘合剂，混合均匀得到混合粉料，所述载铁粉末活性炭与超高分子聚乙烯的质量比为3:1～5：1；将所述混合粉料置于模具中，冲压成型，然后将所述模具置于烘箱中加热烧制，冷却脱模，得到除砷滤芯。本发明还提供一种除砷滤芯，按质量组分计，所述除砷滤芯由3～5份载铁粉末活性炭和1份超高分子聚乙烯组成，所述载铁粉末活性炭由铁化物或铁氢化物与高吸附量活性炭结合得到。本发明提供的除砷滤芯能够应用于净化高砷地下水。

技术领域

本发明涉及水质净化技术领域，尤其涉及一种基于烧结加工工艺的除砷滤芯及其制造方法。

背景技术

砷广泛分布于大气、水、土壤、岩石和生物体中，是一种具有类金属特性的原生质毒物。急性和慢性砷中毒可导致呼吸系统、消化系统、心脏血管系统、神经系统和造血系统等疾病。砷也是致癌物质，能引起肺癌、膀胱癌、肝癌、肾癌、皮肤癌等。目前，砷已被美国疾病控制中心和国际癌症研究机构确定为第一组致癌物质。

对人体健康首要威胁来自于饮用水中的砷。在我国，高砷地下水主要分布于内蒙古河套平原、山西大同盆地、新疆奎屯地区、吉林西部、宁夏银川平原等，上述地区普遍存在缺水问题，地下水是唯一饮用水源，因此，高砷地下水对当地人民的饮水健康造成了极大危害。据相关文献报道，世界范围内，约有1.37亿人饮用砷含量超过10μg/L的地下水，在孟加拉国这个数字达到了5000万，中国境内也有1500万人。因此，研制针对含砷饮用水的净水滤芯，对人民饮水健康具有重要意义。

目前针对含砷饮用水处理的方法常见有吸附法、氧化与沉淀法、膜分离法、阴阳离子交换法等，但是对于家庭净水而言，采用吸附法是最为有效和经济的方法。围绕着选择、制备吸附能力强，适用范围更广的吸附剂，国内外学者进行了大量研究，其中铁(氢)氧化物对砷的去除效果较好，吸附容量大，受到国内外研究者的关注。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种工艺简单的基于烧结加工工艺的除砷滤芯的制造方法，还提供了一种适用范围广的除砷滤芯及该除砷滤芯在净化高砷地下水上的应用。

本发明提供一种基于烧结加工工艺的除砷滤芯的制造方法，包括以下步骤：

S1，制备载铁粉末活性炭；

S2，称取步骤S1制得的载铁粉末活性炭，以所述载铁粉末活性炭为基体，添加超高分子聚乙烯为粘合剂，混合均匀得到混合粉料，所述载铁粉末活性炭与超高分子聚乙烯的质量比为3:1～5：1；

S3，将所述混合粉料置于模具中，冲压成型，然后将所述模具置于烘箱中加热烧制，冷却脱模，得到除砷滤芯。

进一步地，所述载铁粉末活性炭通过采用加热氧化浸渍法改性处理天然椰壳粉末活性炭制得，包括以下步骤：

1.1将椰壳活性炭浸泡在含有Fe²+的溶液A中，向所述溶液A中滴加溶液B，所述溶液A和溶液B发生氧化还原反应，得到含有氢氧化铁沉淀的溶液；

1.2将所述含有氢氧化铁沉淀的溶液放入烘箱内加热静置，静置结束后，所述氢氧化铁沉淀固化沉积在椰壳活性炭上，取出附着有氢氧化铁沉淀的椰壳活性炭，然后利用纯水清洗所述椰壳活性炭，并烘干清洗后的椰壳活性炭，得到载铁粉末活性炭。

进一步地，步骤1.1中，所述椰壳活性炭的粒径为80～200目，所述溶液A的摩尔浓度为0.2～0.5mol/L，所述溶液A选用FeSO₄溶液、Fe(NO₃)₂溶液或FeCl₂溶液中的任一种，所述溶液B的摩尔浓度为0.1～0.2mol/L，所述溶液B选用H₂O₂溶液或NaClO溶液。