專利名稱：：用于去除水中鄰苯二甲酸酯的過濾介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種去除水中鄰苯二甲酸酯的過濾介質(zhì)及其制備方法、使用該過濾介質(zhì)的濾芯、凈水裝置和^r大水機。
背景技術(shù)：
：工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展導致水資源遭到嚴重破壞，工業(yè)廢水排放到江河、湖泊中，農(nóng)藥、殺蟲劑等大量使用以及生活垃圾和生活廢水的肆意排放，這些都造成地下水和地表水的水質(zhì)變差，導致水中產(chǎn)生很多對人體有害的物質(zhì)。水污染越來越成為影響人們生活的嚴峻問題。鄰苯二甲酸酯簡稱PAEs,是鄰苯二曱酸與醇類形成的酯類。常見的鄰苯二曱酸酯有9種，分別是鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二曱酸二丙酯(DPP)、鄰苯二曱酸二丁酯(DBP)、鄰苯二曱酸二戊酯(DAP)、鄰苯二甲酸二庚酯(DiHP)、鄰苯二曱酸二辛酯(DnOP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DINP)、鄰苯二曱酸二11烷基酯(DUP)、鄰苯二曱酸二13烷基酯(DTDP)。鄰苯二甲酸酯是一類具有增塑作用的化學物質(zhì)，用于玩具、食品包裝材料、醫(yī)用血袋、醫(yī)用膠管、聚乙烯地板、聚乙烯壁紙、清潔劑、潤滑劑等各種產(chǎn)品中。多數(shù)鄰苯二曱酸酯為無色粘稠液體，難溶于水，易溶于有機溶劑，不易揮發(fā)，比重與水相近，凝固點較低，是環(huán)境激素類物質(zhì)中一類具有持久性危害的物質(zhì)。清華大學化學系成昌梅教授的研究表明，鄰苯二甲酸酯在人體和動物體內(nèi)發(fā)揮著類似于雌性激素的作用，可以干擾內(nèi)分泌，使男子精液量和精子數(shù)量減少，精子運動能力低下，精子形態(tài)異常，嚴重的會導致睪丸癌，是造成男子生殖問題的"罪魁禍首"。對于胎兒和嬰幼兒童，鄰苯二甲酸酯的存在會影響胎兒和嬰幼兒童體內(nèi)的荷爾蒙分泌，引發(fā)激素失調(diào)，有可能導致兒童性早熟，對生殖系統(tǒng)造成影響。對自來水廠的源水和出廠水的調(diào)查分析表明，鄰苯二甲酸酯普遍存在于々欠水中。廣東、山西、浙江等許多城市的自來水廠鄰苯二曱酸酯污染嚴重。另外，西南地區(qū)的重慶市50人份血液中檢出的部分有機物與本市飲用水中的有機物成分具有較高的一致性，50份血液樣品中全部檢驗出鄰苯二曱酸酯。鄰苯二甲酸酯的去除可以采用生物降解法和光催化降解法。生物降解法是利用合適的微生物菌種，將鄰苯二曱酸酯進行降解成小分子。光催化降解法是在合適的強度和波長的光照下，使得鄰苯二曱酸酯降解成小分子。無論是生物降解或者光催化降解，都需要較長的時間，而且去除效果也不是很理相
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種過濾介質(zhì)，主要用于去除水中的鄰苯二曱酸酯，,人而達到改善水質(zhì)的目的。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于去除水中鄰苯二甲酸酯的過濾介質(zhì)的制備方法。為了達到以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于去除水中鄰苯二甲酸酯的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯、活性炭、水滑石粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、水滑石粉和發(fā)孔劑的重量比為100~300:150~250:100-200:50-100;b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。壓制壓力可以選擇為0.4~1.0MPa,燒結(jié)溫度為200~240°C，燒結(jié)時間為10200分鐘，冷卻至70。C以下可以脫才莫。在此制作過程中，在發(fā)明人很多次的試驗之后，得出在200240。C的范圍內(nèi)制作出的過濾介質(zhì)，過濾效果更好。所述的超高分子量聚乙烯為重均分子量大于100萬的聚乙烯，優(yōu)選使用重均分子量為250400萬的聚乙烯。超高分子量聚乙烯可從國內(nèi)生產(chǎn)廠家得到，如北京東方石油化工有限公司助劑二廠可提供M-1型(分子量為150±50萬)、M-II型(分子量為250±50萬)、M-III型(分子量為350±50萬)、M-IV型(分子量為大于400萬)等規(guī)格的產(chǎn)品。超高分子量聚乙烯的一個作用是粘結(jié)和形成過濾介質(zhì)骨架的作用，因為超高分子量聚乙烯的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流動，所以利用超高分子量聚乙烯通過壓制，燒結(jié)得到的過濾介質(zhì)，容易形成微孔，可以起到吸附水中鄰苯二甲酸酯的作用?；钚蕴渴且环N多孔性物質(zhì)，它具有如蜂窩狀的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、特異的表面官能團、穩(wěn)定的物理和化學性能，是優(yōu)良的吸附劑、催化劑或催化劑載體。根據(jù)原料來源不同活性炭可分為木質(zhì)活性炭，如椰殼活性炭、杏殼活性炭、木質(zhì)粉炭等；礦物質(zhì)原料活性炭，如各種煤和石油及其加工產(chǎn)物為原料制成的活性炭；其它原料制成的活性炭，如廢橡膠、廢塑料等制成的活性炭。其中以椰殼材質(zhì)為來源的活性炭強度較高、吸附性能較好。優(yōu)選活性炭的比表面積不低于500平方米/克，更優(yōu)選不低于1000平方米/克。活性炭可以高效吸附水中的雜質(zhì)，尤其是醫(yī)用活性炭，作為通過國家相關藥品監(jiān)^T標準的產(chǎn)品，雜質(zhì)含量更低，表面積更大，吸附效果也更好。選用醫(yī)用活性炭可以保證過濾介質(zhì)直接用于飲用水的處理?；钚蕴渴褂昧綖?8~250微米的醫(yī)用活性炭去除鄰苯二曱酸酯的效果更佳。水滑石屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結(jié)構(gòu)、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質(zhì)引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。水滑石類化合物是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的無機功能材料，水滑石粉的主體層板化學組成與其層板陽離子特性、層板電荷密度或者陰離子交換量、超分子插層結(jié)構(gòu)等因素密切相關。一般來講，只要金屬陽離子具有適宜的離子半徑和電荷數(shù)，均可形成水滑石類層狀化合物，適宜的離子半徑指的是與Mg2+的離子半徑0.072納米相差不大。水滑石粉的這種結(jié)構(gòu)對于去除水中的鄰苯二曱酸酯類化合物非常有利。水滑石粉優(yōu)選使用燒過的水滑石粉，一般可以在300~60(TC下焙燒1~3小時。燒過的水滑石^f分在重新吸附水中的陰離子之后，水滑石中的一些部位能夠恢復為層狀結(jié)構(gòu)，這獨特的結(jié)構(gòu)記憶效應使得水滑石具有吸附交換容量大的優(yōu)點。水滑石粉的粒徑優(yōu)選10-150微米。水滑石粉的層狀結(jié)構(gòu)和活性炭的多孔道結(jié)構(gòu)搭配可以形成兩種不同吸附形式的結(jié)合，從而有效去除水中鄰苯二曱酸酯。上述的用于去除水中鄰苯二曱酸酯的過濾介質(zhì)的制備方法，步驟a)中的原料還加入適當量的發(fā)孔劑，所述發(fā)孔劑選擇偶氮二曱酰胺、食品級碳酸氫銨、草酸中的至少一種。作為優(yōu)選，發(fā)孔劑為偶氮二曱酰胺或食品級碳酸氫銨。其中，食品級碳酸氫銨也稱食用級碳酸氫銨，與工業(yè)級碳酸氫銨相區(qū)別。雖然工業(yè)級碳酸氫銨也有發(fā)孔的作用，但是它可能會含有對健康有害的雜質(zhì)，不宜用作飲用水過濾介質(zhì)的生產(chǎn)原料。發(fā)孔劑是一類易分解產(chǎn)生大量氣體而引起發(fā)孔作用的物質(zhì)，其中偶氮類化合物、碳酸氫鈉、碳酸氫銨、碳酸銨、磺酰腈類化合物、草酸等是其典型的代表。雖然本發(fā)明對于上述制備方法中步驟a)中所用的幾種原料進行了較為詳盡的描述，但是本發(fā)明不局限于此種理論。對于在制備過程中它們之間的具體的化學變化、結(jié)構(gòu)的變化尚不能確定。此幾種原料經(jīng)過上述的工藝處理制備出的過濾介質(zhì)，可以有效去除水中的鄰苯二甲酸酯，并且有協(xié)同作用，可以將水中的鄰苯二曱酸酯充分吸收。在本發(fā)明中，對于混合步驟，可以認為任何不會顯著改變粉體粒徑和粒度分布的低剪切混合器或攪拌器都是適用的，比如具有鈍的葉輪葉片的攪拌器、滾筒式混合器、螺旋式攪拌器等，轉(zhuǎn)速要視混合器的類型而定，但以避免揚起粉塵為宜?；旌虾蟮姆垠w填裝入預先設計好的模具中，通過加壓將其壓實，壓力一般不大于2MPa，且與所用模具的材質(zhì)相適應；模具可以由鋁、鑄鐵、鋼或任何適當?shù)哪艹惺芟鄳獕毫蜏囟鹊牟牧现圃??？梢栽谀＞邇?nèi)表面涂敷脫模劑，可選用硅氧烷油或任何其他的幾乎不會吸附到過濾介質(zhì)上的市售脫模劑，也可以使用脫模紙。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案一種使用了上述過濾介質(zhì)的濾芯。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案一種凈水裝置，包括上述的過濾介質(zhì)或者濾芯。本發(fā)明還提供了一種包括上述凈水裝置的飲水機。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于所提出的技術(shù)方案能夠去除水中的鄰苯二曱酸酯，去除率達到95°/以上，爿Mv而達到改善水質(zhì)的目的，并且方法簡單，成本低，見效快。具體實施例方式為能進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對上述的技術(shù)方案做進一步的闡述和i兌明。實施例1(1)稱取超高分子量聚乙烯粉110g,所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限公司助劑二廠的M-II型產(chǎn)品，其分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉200g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為38~250微米；(3)稱取水滑石粉190g,所述水滑石粉經(jīng)過焙燒處理，具體的焙燒工藝為在50(TC下焙燒2小時，水滑石粉的粒徑為10-150微米。(4)稱取食品級碳酸氫銨60克，純度達到99.99%以上；(5)將上述四種4分末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀^f莫具中，在0.9MPa的液壓壓力下壓制，在24(TC溫度下燒結(jié)150分鐘。(7)自然冷卻至5(TC然后脫模，即得多微細孔的管狀濾芯。制備的濾芯的直徑為50mm,長度為8腿。實施例2(1)稱取超高分子量聚乙烯粉290g,所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限公司助劑二廠的M-III型產(chǎn)品，其分子量為350萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉150g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為78~250微米；(3)稱取水滑石粉100g,所述水滑石粉經(jīng)過焙燒處理，具體的焙燒工藝為在40(TC下焙燒3小時，水滑石粉的粒徑為10~78微米。(4)稱取食品級碳酸氫銨70克，純度達到99.99%以上；(5)將上述四種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀^^莫具中，在0.8MPa的液壓壓力下壓制，在24(TC溫度下燒結(jié)120分鐘。(7)自然冷卻至25。C然后脫模，即得多微細孔的管狀濾芯。制備的濾芯的直徑為50mm,長度為8腿。實施例3(1)稱取超高分子量聚乙烯粉225g,所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限^^司助劑二廠的M-I1型產(chǎn)品，其分子量為250萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉180g，所述醫(yī)用活性炭的粒徑為89~250微米；(3)稱取水滑石粉150g，所述水滑石粉經(jīng)過焙燒處理，具體的焙燒工藝為在60(TC下焙燒1小時，水滑石粉的粒徑為10-150微米。(4)稱取偶氮二甲酰胺90克，純度達到99.99%以上；(5)將上述四種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀模具中，在0.6MPa的液壓壓力下壓制，在24(TC溫度下燒結(jié)120分鐘。(7)自然冷卻至25匸然后脫模，即得多微細孔的管狀濾芯。制備的濾芯的直徑為50mm,長度為8mm。實施例4(1)稱取超高分子量聚乙烯粉160g，所述超高分子量聚乙烯為北京東方石油化工有限^^司助劑二廠的M-I型產(chǎn)品，其分子量為150萬；(2)稱取醫(yī)用活性炭粉240g,所述醫(yī)用活性炭的粒徑為11~250微米；(3)稱取水滑石粉180g,所述水滑石粉經(jīng)過焙燒處理，具體的焙燒工藝為在50(TC下焙燒2小時，水滑石^^分的粒徑為1078^t米。(4)稱取草酸80克，純度達到99.99%以上；(5)將上述四種粉末放入機械攪拌器中攪拌10分鐘混合均勻；(6)裝填入管狀模具中，在0.4MPa的液壓壓力下壓制，在205。C溫度下燒結(jié)160分鐘。(7)自然冷卻至3(TC然后脫^t,即得多^f敖細孔的管狀濾芯。制備的濾芯的直徑為50mm,長度為8誦。實施例5取實施例14所得多微細孔的管狀濾芯1，2,3,4,內(nèi)襯兩層無紡布，外包兩層無紡布，再在外層裹上聚丙烯多孔網(wǎng)，濾芯兩端粘接上連接端蓋，放置于不銹鋼或塑料殼體內(nèi)，用于處理飲用水，經(jīng)檢測，該結(jié)構(gòu)濾芯對飲用水中的鄰苯二曱酸酯的去除效果好，如表1所示。非常適合家庭終端飲用水處理的需要。表l使用濾芯處理前后的水，單位|ig/Lt<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表1可以看出，利用本發(fā)明的濾芯進行去除水中的鄰苯二曱酸酯取得了很好的效果。濾芯進行了詳細介紹。本說明書中應用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，對于本領域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實施方式及應用范圍上可能在實施過程中會有改變之處。因此，本說明書記載的內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種用于去除水中鄰苯二甲酸酯的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯、活性炭、水滑石粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、水滑石粉和發(fā)孔劑的重量比為100～300∶150～250∶100～200∶50～100；b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，燒結(jié)的溫度為200-240°C。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量為250-400萬。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述活性炭為醫(yī)用活性炭，其粒徑為38~250孩￡米。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水滑石粉為燒過的水滑石粉。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中所述的原料還包括發(fā)孔劑，所述發(fā)孔劑為偶氮二甲酰胺、食品級碳酸氫銨、草酸中的至少一種。7、根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的制備方法得到的過濾介質(zhì)。8、使用權(quán)利要求7所述過濾介質(zhì)的濾芯。9、一種凈水裝置，包括使用權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)或者權(quán)利要求8所述的濾芯。10、一種飲水機，包括權(quán)利要求9所述的凈水裝置。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于去除水中鄰苯二甲酸酯的過濾介質(zhì)的制備方法，包括如下步驟a)將包含超高分子量聚乙烯、活性炭、水滑石粉和發(fā)孔劑的原料混合，超高分子量聚乙烯、活性炭、水滑石粉和發(fā)孔劑的重量比為100～300∶150～250∶100～200∶50～100；b)將步驟a)所得的混合物在模具中壓制，燒結(jié)，冷卻。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于所提出的技術(shù)方案能夠去除水中的鄰苯二甲酸酯，去除率達到95％以上，從而達到改善水質(zhì)的目的，并且方法簡單，成本低，見效快。文檔編號B01J20/30GK101628228SQ200810132539公開日2010年1月20日申請日期2008年7月15日優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日發(fā)明者周奇迪申請人:周奇迪