[发明专利]应急供水的复合滤芯及其制备方法、过滤器及其过滤方法

权利要求书

1.一种应急供水的复合滤芯，其特征在于，包括多层依次紧密连接的空心圆柱形过滤层，由外及内依次为陶瓷层、复合吸附层、防护层和活性炭层，所述活性炭层中心形成空腔，所述复合吸附层由多孔材料和粘结剂挤压而成，所述防护层的材质为KDF和ATS，所述多孔材料为沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝的一种或多种的混合物。

2.如权利要求1所述的复合滤芯，其特征在于，陶瓷层、复合吸附层、防护层和活性炭层通过粘接剂连接，优选的，所述粘结剂为聚丙烯腈或超高分子量聚乙烯；

所述沸石粉为经由盐酸处理的改性沸石粉，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土或两种混合型，所述高岭土采用煅烧高岭土，所述氧化铝采用活性氧化铝，所述石墨烯为氧化石墨烯、石墨烯、阴离子改性石墨烯、氧化还原石墨烯中的一种或者多种；

所述陶瓷层的材质为天然硅藻陶瓷；

所述活性炭层的材料为椰壳碳，所述活性碳为载银活性碳；

所述KDF和ATS的比例为(1：0.2)～(1：30)。

3.如权利要求1所述的复合滤芯，其特征在于，所述复合吸附层由多孔材料混合物和粘接剂经过研磨、零价铁改性、高密度挤压而成，所述多孔材料为沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝中的一种或多种混合，所述多孔材料的微孔孔径大小为0.01μm～10μm，研磨后颗粒粒径目数高于200目，所述粘接剂为聚丙烯腈或超高分子量聚乙烯。

4.如权利要求1所述的复合滤芯，其特征在于，所述复合滤芯外径为40-160mm，空腔直径为5-10mm，所述陶瓷层的厚度为3-8mm、复合吸附层的厚度为5-30mm，所述防护层的厚度为5-20mm，所述活性炭层的厚度为5-20mm，所述复合滤芯的长度为80-400mm。

5.如权利要求1所述的复合滤芯，其特征在于，所述复合吸附层通过以下步骤：

步骤1，将沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝中的一种或多种混合，得到混合物；

步骤2，将上述混合物进行充分研磨，控制研磨得到的混合粉末的颗粒粒径目数高于200目，优选为300～500目；

步骤3，对步骤2得到的研磨混合物粉末进行纳米铁改性，在混合粉末颗粒微孔内部形成纳米零价铁粒子，得到改性混合粉末；

步骤4，将步骤3得到的改性混合粉末在300℃～500℃的条件下干燥5h～10h；

步骤5，向步骤4得到的干燥改性混合粉末中加入目数高于200目的粘接剂，混合均匀，

步骤6，将步骤5得到的混合物挤压成型，所述挤压成型分为4个阶段：

第一阶段：在温度为50℃～150℃，压力为0.5MPa～1.5MPa的条件下，挤压1h～3h；

第二阶段：在温度为100℃～300℃，压力为3MPa～5MPa的条件下，挤压2h～4h；

第三阶段：在温度为200℃～350℃，压力为4MPa～7MPa的条件下，挤压3h～6h；

第四阶段：在温度为100℃～300℃，压力为5MPa～8MPa的条件下，挤压2h～4h；

步骤7，将步骤6得到的挤压滤芯在模具内自然降温到20-30℃，得到复合吸附层。

6.如权利要求5所述的复合滤芯，其特征在于，所述步骤1中所述沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝和粘接剂的重量比为(60～80)：(10～25)：(4～10)：(0.1～10)：(4～10)：(5～15)；所述重量比更优选为(65～75)：(12～23)：(5～8)：(0.5～6)：(5～9)：(7～12)；

所述步骤3中纳米铁改性的方法为：

a，常温下将混合粉末在淀粉含量3％-15％、亚铁离子含量1％-10％、pH为7-11的水溶液中浸泡20-30分钟后取出烘干；

b，将步骤a中的烘干粉末在在pH为8-10的硼氢化钠水溶液中浸泡3-15分钟后取出晾干；

c，将步骤b中的晾干粉末在氮气保护条件下以50-130℃/h的升温速率加热至约300-500℃，保温1-5小时，降温至150℃以下，取出自然降温。