[发明专利]一种具有双重功能的复合过滤材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有双重功能的复合过滤材料及其制备方法，所述双重功能的复合过滤材料包含聚丙烯腈、聚乙烯亚胺、活性炭纤维纱线，次氯酸钠等原料，通过静电纺纱技术和纺织技术获得。本发明所得双重功能的复合过滤材料具有较好的力学性能，杀菌性能以及改善口感功能，在饮用水过滤杀菌及改善口感方面具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理膜材料及其制备领域，特别涉及一种具有双重功能的复合过滤材料及其制备方法。

背景技术

饮用水中的致病微生物的生长是对人类健康和全球经济的重大威胁。近年来发展起来的膜分离技术，如微滤、超滤、反渗透膜等，因其具有较高的截留细菌效率而被研究用于水消毒。但几乎所有的膜由于不可避免地与微生物接触和杀菌能力不足而存在生物污染问题。更糟的是，生物污染物形成的生物膜会堵塞水流通道，产生突然增大的透水阻力，导致膜的水通量严重下降。而且这种单纯的物理筛分过滤消毒后，水的口感不会得到改善。

近年来市场上的家用净水设备中，水在经过杀菌滤芯后还会通过活性炭滤芯，进行改善饮用水的口感，这是因为饮用水中里面会残留一些细菌，有机物或者pH发生变化，导致了饮用水口感不好。

目前净水材料静电纺纤维膜因具有孔隙率高、孔道连通性好且原料来源广泛等优点，在水过滤领域表现出巨大的应用潜力，但该纤维材料的力学强度不够，导致纳米纤维膜应用于水处理中长期运行纤维容易变形，其使用寿命缩短。因此，开发一种多功能材料保证其长期使用是十分必要的。

发明专利“纳米抗菌材料-聚砜复合微孔滤膜及其制备方法”(CN1683061A)，该微孔滤膜是由溶于选定的溶剂中的聚砜与混合的纳米抗菌材料组成，用干/湿相转化法刮膜，浸入凝固浴中成膜，但其纳米抗菌材料易脱落；发明专利“一种生物炭银复合材料及其制备方法”(CN108715448A)，首先将生物质材料利用物理和化学处理的方法制备生物质纳米纤维水凝胶，干燥处理得生物质纳米纤维气凝胶，然后置于惰性气氛中高温热解，水蒸气高温活化，制得多孔生物炭，最后利用液相还原的方法制备生物炭银复合材料，虽然该材料同时具备杀菌和改善口感功能，但在连续水流冲击的情况下，该材料中的抗菌物质很容易流失导致其过滤性能下降。CN106629972A公开了一种复合纤维抗菌净水滤芯，过滤阻力大，且抗菌物质容易脱落，且不可再生，材料功能单一，耐水冲击能力不强。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有双重功能的复合过滤材料及其制备方法，克服现有技术中抗菌功能单一，过滤阻力大，且抗菌物质不可再生等缺点。

本发明专利制备了一种多功能的过滤材料，不但具有杀菌功能，而且还可以改善口感，以实现其对饮用水的安全高效过滤。同时该发明材料应用在产品上可以大大减少产品体积，提高产品空间设计性，从而提高材料在市场的竞争力。

本发明的一种复合过滤材料，以聚丙烯腈/聚乙烯亚胺/活性炭纤维包芯纱为原料，通过编织后，浸泡次氯酸盐获得。

本发明提供一种复合过滤材料的制备方法，包括：

(1)将聚丙烯腈、聚乙烯亚胺溶液混合，恒温水浴中搅拌，得到纺丝液；

(2)采用上述纺丝液，以活性炭纤维纱线作为接收器，进行静电纺丝，得到聚丙烯腈/

聚乙烯亚胺/活性炭纤维包芯纱材料，干燥，编织，得到三维复合材料；

(3)将上述三维复合材料浸泡次氯酸盐、次溴酸盐或次碘酸盐溶液中，得到复合过滤材料。

所述步骤(1)中纺丝液的制备具体为：将聚乙烯亚胺通过超声辅助溶解在溶剂中，然后将聚丙烯腈加入到聚乙烯亚胺混合溶液中，并且在恒温水浴中搅拌6～9h。

所述溶剂体系为单一溶剂体系或二元溶剂体系。