[发明专利]一种石墨烯改性活性炭复合滤芯及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性活性炭复合滤芯及其制备方法和应用，所述复合滤芯包括以下质量百分含量的各组分：石墨烯0.1％‑10％；改性活性炭90‑99.9％。所述复合滤芯的制备方法包括以下步骤：A、将改性活性炭浸泡在石墨烯溶液中，滤出固体物质；B、然后将固体物质清洗后干燥，即得所述石墨烯改性活性炭复合滤芯。本发明制备的复合滤芯具有高效抗菌、脱色、去味的功效，能有效去除水中的细菌、小分子有机物、重金属、余氯及其他放射性物质，并充分吸附水中的异色、异味，使水质甘甜可口。且该复合滤芯可有效抑制吸附于滤芯表面的细菌的生长，从而有效避免了二次污染的问题。

技术领域

本发明涉及净水滤芯技术领域，具体地说，涉及一种石墨烯改性活性炭复合滤芯及其制备方法和应用。

背景技术

自来水中含有细菌、重金属、异味气体、色素等有害物质，据统计，通常自来水中含有大约2000多种化合物，其中200多种对人体有害，其中细菌是水污染的主要原因。研究表明：饮用水中的沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽胞杆菌及致病性大肠埃希氏菌等致病菌会对人类健康产生非常严重的影响。净水器是一种理想的家庭净水设备，用于自来水净化，使受到污染及未达到安全饮用水标准的自来水经本净水器处理后，均能得到较大改善。可有效去除铁锈、泥沙、余氯、异色异味、有机物、重金属离子以及大于1μm的虫卵、红虫等。现有技术中，净水器的前置过滤装置，通常设置有两级滤芯，第一级为PP棉滤芯，第二级为压缩活性炭滤芯，所述两级滤芯设置于水处理通路上。PP滤芯多吸附水中悬浮杂质、颗粒、污泥等，以微米(μm)为分级的标准，常见的是1、5、10、20μm等过滤孔径，采用熔喷工艺，通过特殊的接收装置，使得熔喷超细纤维形成无芯筒状物，通过调整工艺组合，可以改变纤维直径和密度，从而得到各种不同过滤性能的滤芯产品。活性炭自二十世纪初即被发现可用来做为水处理用。它是一个具多孔状组织的碳，这些孔就是用来增加活性炭吸附杂质的表面积。碳化物质的物性与它的原材料和处理过程的好坏有极大的关系。活性炭是靠表面多孔状组织吸附化学物质、有机污染源、异色异味等。一般而言，体积越小的活性炭，其总体表面积会越大，吸附能力也就会越高，但其管路的压损也会越高。当自来水流量较大时，活性炭过滤材料的吸附能力非常有限，不能有效的去除自来水中的余氯及重金属等。当活性炭过滤材料的吸附能力达到饱和后，必须更换活性炭过滤芯，否则就无法起到过滤作用，而频繁更换活性炭过滤芯，将给用户带来不便，并增加使用成本。同时，PP棉滤芯和普通的活性炭过滤材料均不能抑制细菌的滋生，所述两级滤芯长时间不更换，反而会造成二次污染，细菌呈几何倍数增加。为了达到抗菌的目的，现有的处理方法是将压缩活性炭滤芯浸泡到硝酸银和稀硝酸混合液中，干燥后，银离子即物理吸附在压缩活性炭滤芯上，从而实现杀菌抗菌功能，然而，所述压缩活性炭滤芯一旦设置于水处理通路上，银和硝酸均会析出，银为重金属，对人体有害，硝酸析出为亚硝酸盐，长期使用会致癌。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种石墨烯改性活性炭复合滤芯及其制备方法和应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种石墨烯改性活性炭复合滤芯，包括以下质量百分含量的各组分：

石墨烯 0.1％-10％；

改性活性炭 90-99.9％。

更优选石墨烯质量百分含量为1-10％。

优选地，所述改性活性炭的制备方法为：

将活性炭原料洗净、干燥后，加入到改性剂溶液中，搅拌均匀后浸泡2-3小时，滤出固体物质，清洗、干燥后即得改性活性炭；

所述活性炭与改性剂的质量比为20:1-1:2；所述改性剂溶液中改性剂的质量分数为1％-30％。

优选地，所述活性炭原料为煤质活性炭、椰壳活性炭、果壳活性炭、木材活性炭中的一种或者多种。更优选为椰壳活性炭。