[发明专利]用于水净化的抑菌型石墨烯修饰活性炭滤料及其制备方法

说明书

本发明提供一种能够用于水净化的抑菌型石墨烯修饰活性炭滤料的制备方法，将石墨烯应用于水净化的活性炭滤料中，能够改善活性炭的抑菌问题；本发明方法制备的抑菌型石墨烯修饰活性炭，具有更多的毛细管结构，能够延长水的流程并充分吸附水中的微小颗粒、重金属和微生物等杂质，使出水更加纯净，改善了传统活性炭过滤水不够彻底的问题。

技术领域

本发明涉及一种水处理滤料，特别是涉及一种直饮水滤料，提供了一种用于直饮水过滤的含石墨烯、且具有抑菌性能的活性炭滤料及其制备方法。

背景技术

直饮水，又称为健康活水，指的是没有污染、没有退化，符合人体生理需要(含有人体相近的有益矿质元素)，pH值呈弱碱性这三个条件的可直接饮用的水。目前，直饮水技术主要是采用碘触酶技术和分离膜装置等进行过滤、杀死病毒和细菌，以去除自来水中异色，异味，余氯，臭氧硫化氢，细菌，病毒，重金属，阻挡悬浮颗粒改善水质，同时保留对人体有益的微量元素，并用离子交换体软化水质，在最后通过高能量生化陶瓷的作用将水体能量化，矿化，达到完全符合世界卫生组织公布的直接饮用健康水的标准。

目前，直饮水过滤装置主要是由PP棉、颗粒活性炭、压缩活性炭(或树脂)、超滤膜和后置活性炭构成，其中活性炭是过滤装置的主要构件之一，主要起到过滤杂质、吸附胶体和重金属、吸附异色异味余氯、过滤水锈、延长水的过滤流程、阻拦微小颗粒物和改善口感的作用。但是，久用后的活性炭吸附了大量的有机物和微生物，这些有机物会成为细菌等微生物的营养，细菌会在活性炭的微孔中大量繁殖增生，并可能导致出水中菌落总数超标。而且，净水器中的活性炭在微生物催化作用下，把水中氨氮转化为亚硝酸盐氮，常出现直饮水机出水中的亚硝酸盐比进水高出很多倍。亚硝酸盐本身不是致癌物质，但它与水中胺类物质反应生成的亚硝胺是强致癌物质。因此，提高直饮水中活性炭滤料的抑菌能力是急需解决的问题。目前最常用的活性炭抑菌方法是加入金、银、铂、镍等贵金属，但其制造成本昂贵，难以大量应用。

石墨烯是碳原子以sp²键紧密排列形成的二维结构平面蜂窝状晶格结构，具有较大的比表面积和优异的稳定性。因此，石墨烯不仅能够吸附大量微米级的杂质，而且石墨烯在一定条件下能够稳定地、不间断地辐射远红外线，具有很好的持续杀菌的作用。此外，由于石墨烯是单原子层厚分子结构，很容易被微生物吞噬，并且在吞噬过程中，石墨烯锋利的棱角能够轻易割破微生物的细胞膜或细胞壁，从而杀死致病菌。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种能够用于水净化的抑菌型石墨烯修饰活性炭滤料的制备方法，将石墨烯应用于水净化的活性炭滤料中，能够改善活性炭的抑菌问题。

本发明的技术方案是：用于水净化的抑菌型石墨烯修饰活性炭滤料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、称取原料：按照质量比，粘结剂:石墨烯:活性炭＝(0.05～0.5):1:(100～400)称取原料备用；

步骤二、溶解：将步骤一称取的粘结剂溶解到溶剂中，并加入白醋或醋酸，分散均匀；

步骤三、预处理：将步骤一称取的石墨烯加入至蒸馏水中，超声处理30～60min；

步骤四、修饰：将步骤二和步骤三所得浆料混合，磁力搅拌1～3h得到均质浆液；

步骤五、混合：将步骤一称取的活性炭加入至步骤四制备得到的均质浆液中，并在20～30℃水浴中搅拌3～24h；

步骤六、预蒸发：将步骤五制备得到的混合浆料放入50～80℃水浴中继续搅拌，蒸发溶剂，直至得到粘稠均质浆料；

步骤七、干燥：将步骤六所得粘稠均质浆料放入30～40℃烘箱中彻底干燥；

步骤八、洗涤：先使用5～35％的氨水洗涤步骤七所得干料，并浸泡1～3h，得到由氨水洗涤后的混合浆料；再使用蒸馏水洗涤由氨水洗涤后的混合浆料3～10次，使由蒸馏水洗涤后的混合浆料的pH＝7±0.5；