CN117566887A - 一种亚硫酸钙滤芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种亚硫酸钙滤芯及其制备方法，制备方法包括将亚硫酸钙、氢氧化铝、硅酸钠溶液和水混合，得到混合浆料；混合浆料浸渍聚氨酯海绵滤芯，养护，干燥后得到亚硫酸钙滤芯。本发明亚硫酸钙滤芯的制备无需烧结，工艺简单、节能；且本发明所采用的原料中硅酸钠可以跟亚硫酸钙与氢氧化铝发生反应，形成耐水的水化产物，可以提高滤芯的机械强度和耐水性能，并且水化产物是多孔状，提高了自来水与有效成份亚硫酸钙的接触面积。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种亚硫酸钙滤芯及其制备方法。
背景技术
按照国家生活饮用水标准 GB 5749-2022，自来水管网末端的余氯需要大于0.05ppm，但是，余氯具有强氧化性，对于直接使用自来水来会有一定的刺激，带来一定的损伤。
传统洗衣花洒中用来处理余氯的材料，大多是活性炭或者是亚硫酸钙颗粒。对于活性炭或亚硫酸钙颗粒来说，在此场景下，与自来水的接触面积有限，导致应用于这种5~10升每分钟的高流量，处理余氯的效率并不高。为了提高与自来水的接触面积，现有技术中，一般会降低亚硫酸钙颗粒的直径，但是当亚硫酸钙颗粒的直径小于0.5毫米时，过滤水阻很大会严重影响流量。本发明的亚硫酸钙滤芯还是应用于高流速下有更好的效果。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种亚硫酸钙滤芯及其制备方法，本发明亚硫酸钙滤芯的制备无需烧结，工艺简单、节能；且本发明所采用的原料中硅酸钠可以跟亚硫酸钙与氢氧化铝发生反应，形成耐水的水化产物，可以提高滤芯的机械强度和耐水性能，并且水化产物是多孔状，提高了自来水与有效成份亚硫酸钙的接触面积；本发明制备的亚硫酸钙滤芯可以应用于高流速下的自来水除余氯，且具有更好的除余氯效果。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，包括以下步骤：
步骤（1），亚硫酸钙、氢氧化铝、硅酸钠溶液和水搅拌混合，得到混合浆料；
步骤（2），混合浆料浸渍聚氨酯海绵滤芯，浸渍完成后的聚氨酯海绵滤芯经养护，干燥后得到亚硫酸钙滤芯。
步骤（2）中，所述混合浆料浸渍聚氨酯海绵滤芯包括以下步骤：
将聚氨酯海绵滤芯浸渍在混合浆料中，取出后挤压聚氨酯海绵滤芯，将多余的混合浆料挤掉；
重复上述步骤多次，具体的可重复3~10次。
优选的，步骤（2）中，所述养护的时间为24小时~36小时。示例性的，所述养护的时间为24小时、30小时、32小时、34小时、36小时。具体的，可在室温下，将浸渍完成后的聚氨酯海绵滤芯放置在蒸汽养护装置中进行养护，湿度控制在95%。
优选的，步骤（2）中，所述干燥的温度为60℃~95℃，示例性的，所述干燥的温度为60℃、65℃、70℃、80℃、85℃、90℃、95℃。
优选的，所述混合浆料按照质量份数计，由以下原料组成：亚硫酸钙：70~95份；氢氧化铝：5~20份；硅酸钠溶液：30~60份；水：10~50份。示例性的，所述亚硫酸钙可以为70份、75份、80份、85份、90份、95份；所述氢氧化铝可以为5份、8份、10份、15份、18份、20份；所述硅酸钠溶液可以为30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份；所述水可以为10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份。
优选的，所述硅酸钠溶液的固含量为20～35%，模数为2.6～3.0。
更优选的，所述硅酸钠溶液的固含量为30%，模数为3.0。
本发明还提供一种根据前述方法制备得到的亚硫酸钙滤芯。
对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明无需烧结，也无需填加有机胶，就可以得到蜂窝状亚硫酸钙滤芯，本发明的制备方法简单、能耗低。本发明所采用的原料中，硅酸钠与氢氧化铝可发生反应，生成耐水的硅酸铝钠水化产物，硅酸钠与亚硫酸钙发生部分反应，生成硅酸钙水化产物；水化产物耐水且能提高滤芯的机械强度，提高了本发明的耐用性；并且水化产物是多孔状，提高了自来水与有效成份亚硫酸钙的接触面积。
附图说明
图1是本发明亚硫酸钙滤芯的SEM图之一。
图2是本发明亚硫酸钙滤芯的SEM图之二。
图3是本发明亚硫酸钙滤芯的EDS图谱。
具体实施方式
实施例1
本实施例1提供一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，包括以下步骤：
步骤（1），亚硫酸钙、氢氧化铝、硅酸钠溶液和水搅拌混合，得到混合浆料。所述硅酸钠溶液的固含量为30%，模数为3.0，所述混合浆料按照质量份数计，由以下原料组成：亚硫酸钙70份；氢氧化铝5份；硅酸钠溶液60份；水10份。
步骤（2），将聚氨酯海绵滤芯裁剪为直径为23毫米、长度为110毫米的圆柱形结构；将裁剪后聚氨酯海绵滤芯浸渍在混合浆料中，取出后挤压聚氨酯海绵滤芯；重复浸渍、挤压步骤5次。经混合浆料浸渍完成后聚氨酯海绵滤芯再放置入蒸汽养护装置中，控制湿度95%，室温下养护24小时后，80℃下烘干干燥后得到亚硫酸钙滤芯。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，所述混合浆料按照质量份数计，由以下原料组成：亚硫酸钙为85份；氢氧化铝10份；硅酸钠溶液50份；水：20份。
实施例3
与实施例1的不同之处在于，所述混合浆料按照质量份数计，由以下原料组成：亚硫酸钙为95份；氢氧化铝10份；硅酸钠溶液30份；水：20份。
对比例
以亚硫酸钙颗粒作为对比例，亚硫酸钙颗粒采用如下方法制备：将粉末状亚硫酸钙、胶粘剂溶液、造孔剂溶液，混合造粒，制备得到亚硫酸钙颗粒。其中各原料的质量百分含量为：粉末状亚硫酸钙80%，胶粘剂19%，造孔剂1%。
（一）除氯性能测试
分别将实施例1-3所制备的亚硫酸钙滤芯、对比例制备的亚硫酸钙颗粒填充到花洒手柄中，用于除氯测试。余氯测试方法按照《生活饮用水卫生规范》中DPD分光光度法测定。
使用次氯酸钠配置余氯浓度为0.5ppm的水样做为进水；按照5升/min流速通水；每通水500L后取样测试；直至通水3000L；水样经过亚硫酸钙滤芯后的余氯浓度记为Cx。根据公式：η＝[(C0-Cx)/C0]×100％计算除氯效率η，其中C0为氯离子初始浓度，mg/L；Cx为除氯后余氯浓度，mg/L。测试结果如表1所示。
表1 实施例和对比例的除氯效率η
（二）、SEM表征
以实施例3为代表，对使用本发明的方法制备的亚硫酸钙滤芯进行SEM表征，其他实施例所制得样品的表征结果基本与实施例3相类似，不一一提供。采用荷兰FEI公司生产的Sirion200型扫描电子显微镜（SEM）观察其断面和表面形貌，结果如附图1所示、附图2所示。由附图1、附图2可看到，本发明亚硫酸钙滤芯的空隙丰富，具有多孔结构，可提高自来水与有效成份亚硫酸钙的接触面积。
（三）、EDS图谱
图3是本发明亚硫酸钙滤芯的EDS图谱，由图可知，本发明亚硫酸钙滤芯上Si、O、S、Al、Na、Ca等元素的存在，表明聚氨酯海绵滤芯上负载了由亚硫酸钙、氢氧化铝、硅酸钠形成的亚硫酸钙过滤层。
Claims (8)
1.一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
亚硫酸钙、氢氧化铝、硅酸钠溶液和水混合，得到混合浆料；
混合浆料浸渍聚氨酯海绵滤芯，浸渍完成后的聚氨酯海绵滤芯经养护，干燥后得到亚硫酸钙滤芯。
2.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，所述混合浆料浸渍聚氨酯海绵滤芯包括以下步骤：
将聚氨酯海绵滤芯浸渍在混合浆料中，取出后挤压聚氨酯海绵滤芯；
重复上述步骤多次。
3.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，所述养护的时间为24小时~36小时。
4.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60℃~95℃。
5.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，所述混合浆料按照质量份数计，由以下原料组成：
亚硫酸钙：70~95份；
氢氧化铝：5~20份；
硅酸钠溶液：30~60份；
水：10~50份。
6.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，所述硅酸钠溶液的固含量为20～35%，模数为2.6～3.0。
7.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钙滤芯的制备方法，其特征在于，所述硅酸钠溶液的固含量为30%，模数为3.0。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法制备的亚硫酸钙滤芯。
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