[发明专利]一种石墨烯阻垢复合滤芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯阻垢复合滤芯及其制备方法，该滤芯的原料包含：活性炭90％～99％，石墨烯材料0.1％～9.8％，表面活性剂0.1％～1％，添加剂0.1％～5％。该滤芯的制备方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备石墨烯改性活性炭；步骤3，将步骤2所得的石墨烯改性活性炭进行粉碎处理；步骤4，利用步骤3所得的粉体，通过挤出型或烧结型碳棒滤芯生产设备，生产出改性石墨烯阻垢复合滤芯。本发明制备的石墨烯复合滤芯具有优异的除垢功能，可以广泛应用在各种场合条件下的净水器中，有效除去水中含有的水垢，净化水质，保护人们身体健康。

技术领域

本发明涉及一种复合滤芯及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯阻垢复合滤芯及其制备方法。

背景技术

滤芯是过滤净化功能领域的专业名词，是为了净化原流体的资源和资源的分离简便装置。现在滤芯主要用在油过滤、空气过滤、水过滤等过滤行业。

滤芯分离液体或者气体中固体颗粒，或者使不同的物质成分充分接触，加快反应时间，可保护设备的正常工作或者空气的洁净，当流体进入置有一定规格滤网的滤芯后，其杂质被阻挡，而清洁的流物通过滤芯流出。液体滤芯使液体(包括油、水等)使受到污染的液体被洁净到生产、生活所需要的状态，也就是使液体达到一定的洁净度。而要想达到优良的过滤效果，滤芯的材料选择是至关重要的。

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合滤芯及其制备方法，利用石墨烯分散技术，以及压缩活性炭滤芯生产制备体系生产一种石墨烯阻垢复合滤芯，该石墨烯复合滤芯具有优异的除垢功能，可以广泛应用在各种场合条件下的净水器中，有效除去水中含有的水垢，净化水质，保护人们身体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯阻垢复合滤芯，其中，所述的滤芯的原料按质量百分比计包含：活性炭90％～99％，石墨烯材料0.1％～9.8％，表面活性剂0.1％～1％，添加剂0.1％～5％；所述的添加剂包含聚丙烯酰胺、FOF、阳离子聚丙烯酸酰胺、多聚磷酸盐、螯合树脂、马来酸酐、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中的任意一种或多种。

上述的石墨烯阻垢复合滤芯，其中，所述的石墨烯材料包含机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法制备的任意一种或多种石墨烯或氧化石墨烯。

上述的石墨烯阻垢复合滤芯，其中，所述的活性炭包含煤质活性炭、椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭中的任意一种或多种。

上述的石墨烯阻垢复合滤芯，其中，所述的表面活性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、二甲基甲酰胺中的任意一种或多种。

本发明还提供了上述的石墨烯阻垢复合滤芯的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备石墨烯改性活性炭；步骤3，将步骤2所得的石墨烯改性活性炭进行粉碎处理；步骤4，利用步骤3所得的粉体生产出改性石墨烯阻垢复合滤芯。

上述的石墨烯阻垢复合滤芯的制备方法，其中，所述的步骤2包含：步骤2.1，将石墨烯材料、表面活性剂和添加剂依次加入到去离子水中，搅拌之后再进行常温超声处理，得到混合溶液；步骤2.2，将活性炭加入到步骤2.1所得的溶液中，浸泡处理并充分搅拌，沥水后烘干，得到石墨烯改性活性炭。