一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料及其制备方法.pdf

本发明涉及一种污水处理用滤料，具体涉及一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料及其制备方法，该材料由下列重量份的原料制成：多孔淀粉2-3、聚丙烯30-35、钛酸酯偶联剂1-2、聚酰胺纤维3-4、纳米镍粉0.2-0.3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、聚醚改性硅油2-3、纳米氧化锌2-3、200-300目椰壳活性炭15-20、十二烷基硫酸钠0.8-1、丙二酸0.1-0.2、水30-40；本发明将改性椰壳活性炭基滤料微粉负载于改性聚丙烯母粒熔喷丝上，制成立体网络状材料，其具有优良的力学性能，耐腐蚀耐磨损，净化效果优良，稳定高效。

1.  一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：多孔淀粉2-3、聚丙烯30-35、钛酸酯偶联剂1-2、聚酰胺纤维3-4、纳米镍粉0.2-0.3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、聚醚改性硅油2-3、纳米氧化锌2-3、200-300目椰壳活性炭15-20、十二烷基硫酸钠0.8-1、丙二酸0.1-0.2、水30-40。

2.  如权利要求1所述的一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料的制备方法，其特征在于，包含以下制备方法：
（1）先将丙二酸投入18-22重量份的水中，搅拌均匀后将椰壳活性炭投入其中浸泡2-3h，同时将十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮溶于剩余的水中，并加入纳米镍粉，高速搅拌使镍粉在溶液中均匀分散，随后将纳米镍粉分散液与椰壳活性炭溶液混合，搅拌50-60min后将所得混合物料热风干燥，完全除去水分，破碎成300-400目微粉备用；
（2）将聚丙烯与聚酰胺纤维、聚醚改性硅油、多孔淀粉混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在170-180℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；
（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余物料混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为200-220℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为50-100μm，喷出的细丝在230-250℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。

一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理用滤料，具体涉及一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展，水污染日益加重，污染物成分和含量更加难以掌控，对水处理技术的要求越来越高，原有的常规处理材料显然已经不能满足生产所需，要提高水处理的效率，需要从源头上提高水质处理效果，而改善滤料的使用性能无疑是最直接最高效的方法，目前使用较为广泛的滤料主要有石英砂滤料、无烟煤滤料、火山岩滤料以及植物纤维类滤料等，这些滤料在使用时各具优劣，总体来说，提高这些滤料的使用效率、降低生产成本仍是需要解决的问题。
聚丙烯熔喷材料是一种新型的过滤材料，其纤维间相互缠结，结构空隙小，呈立体网状结构，且产品灵活性强，可以根据需要制成多种形状，具有滤阻低、滤效高、产量高、成本低、不易破损等优点，已有的研究表明其在污水处理领域大有可为，然而单纯的聚丙烯熔喷成型的滤料强度和耐久性较差，对污物的吸附能力有待提高。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有材料的不足，将聚丙烯熔喷过滤材料与传统有机、无机滤料相结合，扬长避短，提供一种以熔喷聚丙烯作为载体，负载有高效吸附性能的有机、无机滤料的新型复合滤料，这种滤料生产成本低、吸附截污效果好、高效耐用，不产生二次污染。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：多孔淀粉2-3、聚丙烯30-35、钛酸酯偶联剂1-2、聚酰胺纤维3-4、纳米镍粉0.2-0.3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、聚醚改性硅油2-3、纳米氧化锌2-3、200-300目椰壳活性炭15-20、十二烷基硫酸钠0.8-1、丙二酸0.1-0.2、水30-40；
所述的一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料的制备方法，包含以下步骤：
（1）先将丙二酸投入18-22重量份的水中，搅拌均匀后将椰壳活性炭投入其中浸泡2-3h，同时将十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮溶于剩余的水中，并加入纳米镍粉，高速搅拌使镍粉在溶液中均匀分散，随后将纳米镍粉分散液与椰壳活性炭溶液混合，搅拌50-60min后将所得混合物料热风干燥，完全除去水分，破碎成300-400目微粉备用；
（2）将聚丙烯与聚酰胺纤维、聚醚改性硅油、多孔淀粉混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在170-180℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；
（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余物料混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为200-220℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为50-100μm，喷出的细丝在230-250℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。
本发明的有益效果:
本发明先利用丙二酸水溶液对椰壳活性炭微粉进行浸泡改性处理，提高了粉体的表面活性，同时在浆料中掺入纳米镍粉，进一步扩宽了滤料的截污能力，改善净水效果，这种复合滤料微粉负载于改性聚丙烯母粒熔喷制备的纤维细丝上收集成形后得到具有繁复、多微孔、多通道的立体网络结构的材料，这种结构的材料具有优良的力学性能，耐腐蚀耐磨损，净化效果优良，性能稳定，此外其形态灵活，可以根据使用环境和要求制备出多种形态和尺寸的产品。
具体实施方式
实施例
以下将结合实施例对本发明做进一步说明。
一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混纳米镍的高效复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：多孔淀粉2、聚丙烯33、钛酸酯偶联剂1.8、聚酰胺纤维3、纳米镍粉0.2、聚乙烯吡咯烷酮1.5、聚醚改性硅油2.5、纳米氧化锌2、300目椰壳活性炭18、十二烷基硫酸钠0.8、丙二酸0.1、水35；
上述复合滤料的制备方法包含以下步骤：
（1）先将丙二酸投入20重量份的水中，搅拌均匀后将椰壳活性炭投入其中浸泡2.8h，同时将十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮溶于剩余的水中，并加入纳米镍粉，高速搅拌使镍粉在溶液中均匀分散，随后将纳米镍粉分散液与椰壳活性炭溶液混合，搅拌60min后将所得混合物料热风干燥，完全除去水分，破碎成400目微粉备用；
（2）将聚丙烯与聚酰胺纤维、聚醚改性硅油、多孔淀粉混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在180℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；
（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余物料混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为205℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为60μm，喷出的细丝在230℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。
制备得到的复合滤料克重为234.5g/m²，孔隙率为73.5%，断裂伸长率为313.4%，断裂强度为30.2MPa，弯曲模量为27.2MPa，磨损率≤0.5%，产品对污水中氨氮除去率达90%，COD除去率达98%，重金属除去率达85%，浊度除去率达90%，过滤周期较常规材料平均提高62.4%。