[发明专利]一种用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材及其制备方法，玻璃纤维复合滤材由玻璃纤维滤纸和无纺布热压制成，其中玻璃纤维滤纸由无碱玻璃纤维棉（20‑30份）、有机纤维（3‑8份）和石墨烯粉体（1‑5份）混合制备，无纺布选用丙纶或者涤纶材料制成。该玻璃纤维复合滤材具有更加优异的强度、挺度和过滤精度，使用这种滤材制成的折叠滤芯更加可靠耐用，选用纳米级石墨烯粉体改性玻璃纤维增强了玻璃纤维的强度和韧性，提高了过滤精度，使玻璃纤维复合滤材过滤效率和吸附性能大为增加。同时，通过将玻璃纤维滤纸和无纺布基材热压复合，制成的玻璃纤维复合滤材能够有效减少SiO2的析出，减小滤材对核电站发电系统的影响，具有更加广泛的应用。

技术领域

本发明涉及核电站废液处理技术领域，尤其涉及一种用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材及其制备方法。

背景技术

核电现已经成为电力工业的重要组成部分，国内核电站主要以压水堆为主。压水堆是使用加压轻水作冷却剂和慢化剂，水在堆内不沸腾的核反应堆，燃料为低浓铀，被公认为是技术最成熟，运行安全、经济实用的堆型。

核电站内一回路和二回路的水质好坏对核电站能否安全稳定运行至关重要，因此，需要在水处理系统中设置不同的水过滤器。回路中冷却水的净化，破碎树脂、硼酸结晶物、废液中悬浮物的截留去除，系统中污水排放等都需要进行过滤分离处理。

目前核电站使用的滤芯主要是玻璃纤维制成的滤芯。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，玻纤滤芯有良好的深层过滤效果。但是玻璃纤维较脆，容易折断，在制作成折叠滤芯使用时会出现滤芯漏液现象，达不到预想的过滤效率，影响使用，同时玻纤滤芯在使用过程中，容易在折弯处破损，析出二氧化硅，对核电站发电系统产生严重危害，容易引发安全事故。此外，目前国内在建或在用核电站所使用的滤芯主要依赖国外进口，供货周期长，价格昂贵，造成核电站的建设运行成本的提高，导致最终电费居高不下，因此开发设计适合核电废液处理系统用滤材迫在眉睫。

有鉴于此，有必要对现有技术中的核电废液处理过滤材料予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材，选用无碱玻璃纤维棉和有机纤维、石墨烯粉体混合制备玻璃纤维滤纸，再由玻璃纤维滤纸和无纺布热压贴合制成玻璃纤维复合滤材，使滤材的强度、挺度和过滤精度、可靠性大为提高。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材，包括热压贴合的玻璃纤维滤纸和无纺布；所述玻璃纤维滤纸包括由如下重量份数的组分组成：无碱玻璃纤维棉20-30份、有机纤维3-8份和石墨烯粉体1-5份。

在一些实施方式中，所述有机纤维为聚苯硫醚纤维、芳纶纤维、丙纶纤维、涤纶纤维中的一种或几种。

在一些实施方式中，所述无纺布选用聚酯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种。

为实现上述用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材，本发明还提供了一种用于核电废液处理的玻璃纤维复合滤材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：称取石墨烯粉体配制成浓度为0.1～0.8mg/ml的分散溶液，溶剂为水和异丙醇，超声搅拌1～5h；

步骤2：将无碱玻璃纤维棉加入步骤1中的分散溶液，并添加质量比为0.5～1%的硅烷偶联剂，超声搅拌1～15min，然后移至反应釜中，在60~120℃下保温20~30min后，取出无碱玻璃纤维棉洗净、烘干，得到石墨烯改性的无碱玻璃纤维棉；

步骤3：称取步骤2中改性后的无碱玻璃纤维棉，再和有机纤维混合，并加入无机酸、去离子水均匀搅拌制成悬浮浆液；

步骤4：将步骤3所得悬浮浆液稀释至浓度为0.3～0.5%，然后移至成型模具上、干燥脱水后形成厚度均匀的玻璃纤维滤纸；