CN113105033A - 一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了水产养殖滤材专用材料制作技术领域的一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法，依次制备电解层、过滤膜和过滤层，并且将制备的电解层、过滤膜、过滤层依次铺设而制成电解层‑过滤膜‑过滤层‑过滤膜，并用卡箍卡接装配，这样电解层在进行微电解反应时产生的气泡能够能够吸附在过滤膜上，促使有机废物吸附至过滤膜上，呈弱碱性，具有较好的生物磁化作用，在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度，加速其氧化反应，同时过滤层能够提高废水的过滤作用，同时电解产生的气泡能够防止过滤材料堵塞，能够实现过滤膜自清洁，同时提高水质净化效果。

Description

一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法
技术领域
本发明涉及生物磁化的水产养殖滤材专用材料制作技术领域，具体为一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法。
背景技术
随着社会的进步、经济的发展，水族养殖走进越来越多的家庭和企业，水族动物一般采用封闭的水族箱进行养殖，目前，对于水族、养殖系统中水体的净化处理方式，主要利用机械式过滤或生物式过滤来维持水质，并移除水体中过多的饵料、排泄物、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮等物质，机械式过滤包括利用气泵或水泵使水流通过滤材，并通过滤材的吸附作用或滤材上的微生物作用以达到保持水质的要求，但滤材须定期更换才维持效能，而生物式过滤是利用细菌或微生物等进行一系列固氮、脱氢、固碳、氧化等作用，在实际应用中，电解反应器要频繁冲洗，微电解材料也需要频繁更换，且目前的微电解材料还相对比较简单，处理效果有限，易造成生物体死亡，同时，若长时间浸泡在废水中极易发生板结、堵塞等问题，影响其使用寿命，现有的鱼池及鱼缸净水系统一般采用的过滤材料，主要有以下几种：
（1）陶瓷过滤材料，该材料比重大，孔径小，大多是闭孔材料且吸附过滤功能不强；
（2）塑料制作的生化球，该材料表面太光滑，不利于消化细菌的生长；
（3）以海绵为主的过滤材料，该材料清洗不方便，并且也容易使水里的亚硝酸盐增加，造成鱼的死亡，为此，我们提出一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料，专用材料种类为：木浆纤维混合物、烯丙基二甲氧基硅烷、固含量为35-45%的丙烯酸乳液、羧基化碳纳米管、金属镁粉体、电气石粉体、氧化镁粉体、硅藻土、膨润土、蒸馏单甘脂、ADC发泡剂、羧甲基纤维素钠溶液、负离子粉、远红外陶瓷粉、水、阳极棒、阴极棒、碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体混合物以及催化剂；
专用材料按重量份为：50-60份的木浆纤维混合物；2-5份的烯丙基二甲氧基硅烷；100-150份固含量为35-45%的丙烯酸乳液；1-5份的羧基化碳纳米管；20-30份的金属镁粉体，且金属镁粉体颗粒大小为50-500nm；20-40份的电气石粉体，且电气石粉体颗粒大小为50-500nm；10-20份的氧化镁粉体，且氧化镁粉体颗粒大小为50-500nm；10-15份的硅藻土；1-2份的膨润土；5-10份的蒸馏单甘脂；5-10份的ADC发泡剂；5-10份的羧甲基纤维素钠溶液；2-5份的负离子粉；2-5份的远红外陶瓷粉；20-40份的水；2-5份的催化剂，且催化剂为氧化钙和二氧化硅的混合物；阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物；阴极棒材料选为碳、锰的混合物；5-10份的碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体混合物。
水产养殖滤材专用材料制备方法的具体步骤为：
S1：空气过滤原纸的制备：称量木浆纤维混合物后将其混合均匀后进行打浆，加入2-5份的烯丙基二甲氧基硅烷，控温60-72度，继续打浆混合0.5-2.5小时后，然后进行疏解、脱水、干燥后得到空气过滤原纸，然后选取100-150份固含量为35-45%的丙烯酸乳液进行搅拌，并在其中加入1-5份的羧基化碳纳米管，混合搅拌0.5-1小时后超声处理10-30分钟，得混合浆，然后将其分散均匀后涂布在空气过滤原纸的表面，涂布量为4-10g/m2，然后在80-110度下干燥，即可得到纳米级空气过滤层；
S2：过滤膜的制备：选取10-15份的硅藻土和1-2份的膨润土，进行搅拌混合，同时边搅拌边倒入2-5份的负离子粉和2-5份的远红外陶瓷粉得到粉末混合物，选取20-40份的水，并将水加热到70-100度，然后选取5-10份的蒸馏单甘脂、5-10份的ADC发泡剂和5-10份的羧甲基纤维素钠溶液，将其混合液倒入到水中，然后将液体混合物和粉末混合物用搅拌机搅拌直至充分溶解，持续搅拌直至混合物形成泥浆，然后将泥浆倒入模具中，并将模具置于130-180度的烘箱中持续烘干，直到烘干水分≤0.5%，然后将模具拿出并作模料脱模处理后，在1100-1300度电炉中烧制，烧结周期200-250min，制得过滤膜；
S3：电解层的制备：阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物，阴极棒材料选为碳、锰的混合物，对阳极材料和阴极材料在隔绝氧气的条件下进行煅烧处理，在煅烧处理过程中，选取20-30份的金属镁粉体、20-40份的电气石粉体、10-20份的氧化镁粉体以及碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体进行搅拌混合，搅拌的同时加入水，持续搅拌过程中导入2-5份的催化剂，制成球状颗粒，经自然微凝固，然后将微凝固的混合料挤压成型同时将煅烧完成的阳极棒和阴极棒填充其中，随后进行干燥，制得电解层的制备；
S4：将S3步骤中的电解层平铺在工作台上，然后将一组S2步骤中的过滤膜铺设在电解层上，然后将S1步骤中的纳米级空气过滤层铺设在过滤膜顶部，然后另取一组S2步骤中的过滤膜并将其铺设在纳米级空气过滤层的表面上，即可形成电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜的滤材体，同时利用卡箍卡接装配在电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜之间的装配处，提高电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜装配的稳固性。
优选的，S1步骤中木浆纤维混合物的原料为：40-60份的长纤维木浆、20-30份的椴木木浆纤维、10-20份的丝光化针叶木浆纤维和5-10份的芳纶浆粕纤维。
优选的，S3步骤中煅烧温度为800-1000度，煅烧时间为2-3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明制备的空气过滤原纸取材方便，制备时生产成本较低，同时不使用多孔性载体或通过酸蚀方式来增加过滤材料内部的比表面积，而是在丙烯酸乳液内加入羧基化碳纳米管，混合完成后作超声处理，能够得到过滤层，可以控制过滤材料的粒径大小，这样在污染程度较低的水体中，有利于降低废水在孔隙中停留的时间，有利于长时间保持该过滤材料的净水效果；
2.本发明中的过滤膜选取硅藻土和膨润土，并在其中导入蒸馏单甘脂、ADC发泡剂和羧甲基纤维素钠溶液，这样制备出来的过滤膜未开孔材料，且孔径大，吸附能力强，比重小，利于消化细菌的生长，同时在其中添加负离子粉和远红外陶瓷粉能够促使过滤膜释放负离子及远红外线，可以将水中的有机物及杂质沉积，达到澄清水质的效果，改善水产养殖的生长生活环境；
3.本发明制备的电解层阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物，阴极棒材料选为碳、锰的混合物，经过电解产生的铁离子、铝离子及锌离子，与羟基自由基结合后产生氢氧化铁、氢氧化铝及氢氧化锌，可进一步将水中的有机物及杂质沉积，净化水质，且电气石粉体自身能永久释放负离子和远红外线，具有特别的电磁波防护功能，呈弱碱性，具有较好的生物磁化作用，在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度，制备时加入催化剂，可以提高微电解反应速率及羟基自由基的生成速率，增加水中溶氧量及有机废物的氧化反应；
4.本发明将制备的电解层、过滤膜、过滤层依次铺设而制成电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜，并用卡箍卡接装配，这样电解层在进行微电解反应时产生的气泡能够能够吸附在过滤膜上，促使有机废物吸附至过滤膜上，加速其氧化反应，同时过滤层能够提高废水的过滤作用，同时电解产生的气泡能够防止过滤材料堵塞，能够实现过滤膜自清洁，同时提高水质净化效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料，专用材料种类为：木浆纤维混合物、烯丙基二甲氧基硅烷、固含量为35-45%的丙烯酸乳液、羧基化碳纳米管、金属镁粉体、电气石粉体、氧化镁粉体、硅藻土、膨润土、蒸馏单甘脂、ADC发泡剂、羧甲基纤维素钠溶液、负离子粉、远红外陶瓷粉、水、阳极棒、阴极棒、碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体混合物以及催化剂；
专用材料按重量份为：50-60份的木浆纤维混合物；2-5份的烯丙基二甲氧基硅烷；100-150份固含量为35-45%的丙烯酸乳液；1-5份的羧基化碳纳米管；20-30份的金属镁粉体，且金属镁粉体颗粒大小为50-500nm；20-40份的电气石粉体，且电气石粉体颗粒大小为50-500nm；10-20份的氧化镁粉体，且氧化镁粉体颗粒大小为50-500nm；10-15份的硅藻土；1-2份的膨润土；5-10份的蒸馏单甘脂；5-10份的ADC发泡剂；5-10份的羧甲基纤维素钠溶液；2-5份的负离子粉；2-5份的远红外陶瓷粉；20-40份的水；2-5份的催化剂，且催化剂为氧化钙和二氧化硅的混合物；阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物；阴极棒材料选为碳、锰的混合物；5-10份的碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体混合物；
水产养殖滤材专用材料制备方法的具体步骤为：
S1：空气过滤原纸的制备：称量木浆纤维混合物后将其混合均匀后进行打浆，加入2-5份的烯丙基二甲氧基硅烷，控温60-72度，继续打浆混合0.5-2.5小时后，然后进行疏解、脱水、干燥后得到空气过滤原纸，然后选取100-150份固含量为35-45%的丙烯酸乳液进行搅拌，并在其中加入1-5份的羧基化碳纳米管，混合搅拌0.5-1小时后超声处理10-30分钟，得混合浆，然后将其分散均匀后涂布在空气过滤原纸的表面，涂布量为4-10g/m2，然后在80-110度下干燥，即可得到纳米级空气过滤层；
S2：过滤膜的制备：选取10-15份的硅藻土和1-2份的膨润土，进行搅拌混合，同时边搅拌边倒入2-5份的负离子粉和2-5份的远红外陶瓷粉得到粉末混合物，选取20-40份的水，并将水加热到70-100度，然后选取5-10份的蒸馏单甘脂、5-10份的ADC发泡剂和5-10份的羧甲基纤维素钠溶液，将其混合液倒入到水中，然后将液体混合物和粉末混合物用搅拌机搅拌直至充分溶解，持续搅拌直至混合物形成泥浆，然后将泥浆倒入模具中，并将模具置于130-180度的烘箱中持续烘干，直到烘干水分≤0.5%，然后将模具拿出并作模料脱模处理后，在1100-1300度电炉中烧制，烧结周期200-250min，制得过滤膜；
S3：电解层的制备：阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物，阴极棒材料选为碳、锰的混合物，对阳极材料和阴极材料在隔绝氧气的条件下进行煅烧处理，在煅烧处理过程中，选取20-30份的金属镁粉体、20-40份的电气石粉体、10-20份的氧化镁粉体以及碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体进行搅拌混合，搅拌的同时加入水，持续搅拌过程中导入2-5份的催化剂，制成球状颗粒，经自然微凝固，然后将微凝固的混合料挤压成型同时将煅烧完成的阳极棒和阴极棒填充其中，随后进行干燥，制得电解层的制备；
S4：将S3步骤中的电解层平铺在工作台上，然后将一组S2步骤中的过滤膜铺设在电解层上，然后将S1步骤中的纳米级空气过滤层铺设在过滤膜顶部，然后另取一组S2步骤中的过滤膜并将其铺设在纳米级空气过滤层的表面上，即可形成电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜的滤材体，同时利用卡箍卡接装配在电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜之间的装配处，提高电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜装配的稳固性；
S1步骤中木浆纤维混合物的原料为：40-60份的长纤维木浆、20-30份的椴木木浆纤维、10-20份的丝光化针叶木浆纤维和5-10份的芳纶浆粕纤维；
S3步骤中煅烧温度为800-1000度，煅烧时间为2-3h。
本发明制备的空气过滤原纸取材方便，制备时生产成本较低，同时不使用多孔性载体或通过酸蚀方式来增加过滤材料内部的比表面积，而是在丙烯酸乳液内加入羧基化碳纳米管，混合完成后作超声处理，能够得到过滤层，可以控制过滤材料的粒径大小，这样在污染程度较低的水体中，有利于降低废水在孔隙中停留的时间，有利于长时间保持该过滤材料的净水效果；过滤膜选取硅藻土和膨润土，并在其中导入蒸馏单甘脂、ADC发泡剂和羧甲基纤维素钠溶液，这样制备出来的过滤膜未开孔材料，且孔径大，吸附能力强，比重小，利于消化细菌的生长，同时在其中添加负离子粉和远红外陶瓷粉能够促使过滤膜释放负离子及远红外线，可以将水中的有机物及杂质沉积，达到澄清水质的效果，改善水产养殖的生长生活环境；电解层阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物，阴极棒材料选为碳、锰的混合物，经过电解产生的铁离子、铝离子及锌离子，与羟基自由基结合后产生氢氧化铁、氢氧化铝及氢氧化锌，可进一步将水中的有机物及杂质沉积，净化水质，且电气石粉体自身能永久释放负离子和远红外线，具有特别的电磁波防护功能，呈弱碱性，具有较好的生物磁化作用，在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度，制备时加入催化剂，可以提高微电解反应速率及羟基自由基的生成速率，增加水中溶氧量及有机废物的氧化反应；将制备的电解层、过滤膜、过滤层依次铺设而制成电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜，并用卡箍卡接装配，这样电解层在进行微电解反应时产生的气泡能够能够吸附在过滤膜上，促使有机废物吸附至过滤膜上，加速其氧化反应，同时过滤层能够提高废水的过滤作用，同时电解产生的气泡能够防止过滤材料堵塞，能够实现过滤膜自清洁，同时提高水质净化效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料，其特征在于：专用材料种类为：木浆纤维混合物、烯丙基二甲氧基硅烷、固含量为35-45%的丙烯酸乳液、羧基化碳纳米管、金属镁粉体、电气石粉体、氧化镁粉体、硅藻土、膨润土、蒸馏单甘脂、ADC发泡剂、羧甲基纤维素钠溶液、负离子粉、远红外陶瓷粉、水、阳极棒、阴极棒、碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体混合物以及催化剂；
专用材料按重量份为：50-60份的木浆纤维混合物；2-5份的烯丙基二甲氧基硅烷；100-150份固含量为35-45%的丙烯酸乳液；1-5份的羧基化碳纳米管；20-30份的金属镁粉体，且金属镁粉体颗粒大小为50-500nm；20-40份的电气石粉体，且电气石粉体颗粒大小为50-500nm；10-20份的氧化镁粉体，且氧化镁粉体颗粒大小为50-500nm；10-15份的硅藻土；1-2份的膨润土；5-10份的蒸馏单甘脂；5-10份的ADC发泡剂；5-10份的羧甲基纤维素钠溶液；2-5份的负离子粉；2-5份的远红外陶瓷粉；20-40份的水；2-5份的催化剂，且催化剂为氧化钙和二氧化硅的混合物；阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物；阴极棒材料选为碳、锰的混合物；5-10份的碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体混合物。
2.根据权利要求1所述的一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料，其特征在于：水产养殖滤材专用材料制备方法的具体步骤为：
S1：空气过滤原纸的制备：称量木浆纤维混合物后将其混合均匀后进行打浆，加入2-5份的烯丙基二甲氧基硅烷，控温60-72度，继续打浆混合0.5-2.5小时后，然后进行疏解、脱水、干燥后得到空气过滤原纸，然后选取100-150份固含量为35-45%的丙烯酸乳液进行搅拌，并在其中加入1-5份的羧基化碳纳米管，混合搅拌0.5-1小时后超声处理10-30分钟，得混合浆，然后将其分散均匀后涂布在空气过滤原纸的表面，涂布量为4-10g/m2，然后在80-110度下干燥，即可得到纳米级空气过滤层；
S2：过滤膜的制备：选取10-15份的硅藻土和1-2份的膨润土，进行搅拌混合，同时边搅拌边倒入2-5份的负离子粉和2-5份的远红外陶瓷粉得到粉末混合物，选取20-40份的水，并将水加热到70-100度，然后选取5-10份的蒸馏单甘脂、5-10份的ADC发泡剂和5-10份的羧甲基纤维素钠溶液，将其混合液倒入到水中，然后将液体混合物和粉末混合物用搅拌机搅拌直至充分溶解，持续搅拌直至混合物形成泥浆，然后将泥浆倒入模具中，并将模具置于130-180度的烘箱中持续烘干，直到烘干水分≤0.5%，然后将模具拿出并作模料脱模处理后，在1100-1300度电炉中烧制，烧结周期200-250min，制得过滤膜；
S3：电解层的制备：阳极棒材料选取为铁、铝、锌的混合物，阴极棒材料选为碳、锰的混合物，对阳极材料和阴极材料在隔绝氧气的条件下进行煅烧处理，在煅烧处理过程中，选取20-30份的金属镁粉体、20-40份的电气石粉体、10-20份的氧化镁粉体以及碱石粉体、硅酸盐粉体和高效纳米银抗菌粉体进行搅拌混合，搅拌的同时加入水，持续搅拌过程中导入2-5份的催化剂，制成球状颗粒，经自然微凝固，然后将微凝固的混合料挤压成型同时将煅烧完成的阳极棒和阴极棒填充其中，随后进行干燥，制得电解层的制备；
S4：将S3步骤中的电解层平铺在工作台上，然后将一组S2步骤中的过滤膜铺设在电解层上，然后将S1步骤中的纳米级空气过滤层铺设在过滤膜顶部，然后另取一组S2步骤中的过滤膜并将其铺设在纳米级空气过滤层的表面上，即可形成电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜的滤材体，同时利用卡箍卡接装配在电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜之间的装配处，提高电解层-过滤膜-过滤层-过滤膜装配的稳固性。
3.根据权利要求2所述的一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法，其特征在于：S1步骤中木浆纤维混合物的原料为：40-60份的长纤维木浆、20-30份的椴木木浆纤维、10-20份的丝光化针叶木浆纤维和5-10份的芳纶浆粕纤维。
4.根据权利要求2所述的一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法，其特征在于：S3步骤中煅烧温度为800-1000度，煅烧时间为2-3h。
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