[发明专利]硫酸盐还原菌电过滤灭菌装置与石墨烯纳米纤维无纺布及其制备方法

说明书

本发明涉及环保杀菌领域，公开了一种硫酸盐还原菌电过滤灭菌装置与石墨烯纳米纤维无纺布及其制备方法，该电过滤灭菌装置包括过滤层，所述过滤层从上到下依次包括阴极、阳极和滤芯，所述滤芯为石墨烯纳米纤维无纺布，所述石墨烯纳米纤维无纺布的制备包括以下步骤：1)将石墨烯超声分散到N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中，得到石墨烯分散液；2)在搅拌条件下，将石墨烯分散液与聚偏氟乙烯共混，得到共混物；其中，相对于1g石墨烯，所述聚偏氟乙烯的用量为0.2‑0.5g；3)将共混物经电纺丝制得石墨烯纳米纤维无纺布。本发明采用石墨烯纳米纤维无纺布作为滤芯能在高电压作用下，使得水体不会产生氯气和和含氯副产物。

技术领域

本发明涉及环保杀菌技术领域，具体涉及一种硫酸盐还原菌电过滤灭菌装置与石墨烯纳米纤维无纺布的制备方法。

背景技术

微生物腐蚀是一种生物电化学过程，会严重危及石油和发电等行业。其中，硫酸盐还原细菌(sulfate reducing bacteria,SRB)被认为是最主要的腐蚀微生物，广泛存在于电场循环冷却水和油田回注水中，对管道、钻井、泵送机械和储罐等造成广泛的腐蚀。SRB的腐蚀产物还会导致地层堵塞，造成原油产量下降。因此，为了能使水质控制指标符合要求，有效杀灭SRB 对循环冷却水系统、采油废水的处理及回注长期运行具有重要意义。

目前，使用最广泛的SRB菌杀灭方法是投加杀菌剂，但杀菌剂投加存在以下问题：首先是价格昂贵，很多杀菌剂单价都在万元/吨以上；其次是杀菌效果不稳定，油田水质复杂对杀菌剂上的有效基团有一定的中和作用，细菌变异速度快易产生抗药性；最后杀菌剂的使用容易对环境造成危害。因此，越来越多的研究投向物理化学方法杀菌。

例如，CN102372386A公开了一种电化学氧化协同紫外线和超声波技术的油田污水灭菌方法，该方法利用电化学方法产生有效氯进行灭菌，同时余氯协同超声空化作用和紫外线照射进一步灭菌。但是石化行业中金属管道较多，氯气会给生产设备带来严重腐蚀，同时给人体健康造成危害；并且该方法工艺流程较长，设备体积较大。

中国专利CN205953734U公开了一种油田注入水紫外线复合杀菌的处理装置，由臭氧杀菌组件和超声波-紫外线杀菌组件组成，该装置虽然有效的避免了氯气给生产带来的危害，但是新增了臭氧发生器等设备，整个工艺依然流程较长，运行成本较高；同时臭氧本身嗅阈值较低，容易造成操作人员不适。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的工艺流程长、运行成本高以及不利于人体健康等问题，提供一种硫酸盐还原菌电过滤灭菌装置，在此基础上提供一种石墨烯纳米纤维无纺布的制备方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种硫酸盐还原菌电过滤灭菌装置，该电过滤灭菌装置包括过滤层，所述过滤层从上到下依次包括阴极、阳极和滤芯，所述滤芯为石墨烯纳米纤维无纺布；

其中，所述石墨烯纳米纤维无纺布的制备方法包括：

1)将石墨烯超声分散到N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中，得到石墨烯分散液；

2)在搅拌条件下，将石墨烯分散液与数均分子量为80000-120000的聚偏氟乙烯共混，得到共混物；其中，相对于1g石墨烯，所述聚偏氟乙烯的用量为0.2-0.5g；

3)将共混物经电纺丝制得石墨烯纳米纤维无纺布。

本发明第二方面提供一种石墨烯纳米纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：

1)将石墨烯超声分散到N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中，得到石墨烯分散液；

2)在搅拌条件下，将石墨烯分散液与数均分子量为80000-120000聚偏氟乙烯共混，得到共混物；其中，相对于1g石墨烯，所述聚偏氟乙烯的用量为0.2-0.5g；

3)将共混物经电纺丝制得石墨烯纳米纤维无纺布。