[發明專利]一種凈水器過濾紙填料用絲瓜絡的改性方法

在審

• 申請號: 201710196068.5
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106975458A
• 公開（公告）日: 2017-07-25
• 發明（設計）人: 屠明鑫
• 申請（專利權）人: 安徽月嬌家具有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/32
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及天然高分子改性技術領域，具體涉及一種凈水器過濾紙填料用絲瓜絡的改性方法。

背景技術

傳統的凈水方法，主要是利用活性炭顆粒的多孔性，采用制作活性炭柱或活性炭顆粒濾層外包PP棉的方式來處理自來水。近年來，由于家用凈水器提出了小型化、便捷化的要求，在歐美等發達國家開始研制凈水器專用活性炭過濾紙。活性炭過濾紙是以植物纖維作為載體，將活性炭粉末、化學纖維和功能助劑加入紙漿中抄造而成的具有多孔網絡結構的一種過濾材料，對水中的余氯及有機物雜質有良好的截留、吸附和過濾作用。它不但保留了活性炭良好的過濾性能，而且將粉末材料變成可卷曲加工的紙頁狀材料，使粉末活性炭能固著在紙頁中，而紙頁的均勻性更進一步提高了過濾水的純凈程度，還解決了活性炭柱更換麻煩和出黑水的問題。基于此，文獻《凈水器過濾紙的研制》采用木質活性炭為主要原料，利用植物纖維提供網狀結構，再添加滌綸纖維來改善紙頁的過濾性能，制備了可以滿足過濾要求的凈水器專用活性炭過濾紙。

文獻中采用木質活性炭為主要原料，活性炭制備時消耗的能耗高且活性炭的質地參數和表面官能團也是影響過濾紙吸附性能的重要因素。天然絲瓜絡具有天然密布的網狀纖維結構，主要是由纖維素和木質素、果膠等成分組成。因而采用天然絲瓜絡代替目前常用的活性炭作為過濾紙的填料完全順應目前人們回歸自然的愿望和政府的節能減排戰略。

但絲瓜絡的表面富含羥基，這些羥基使得纖維具有很高的吸水性，在水體中容易造成降解，導致過濾紙使用壽命過短，從而影響其在凈水器中的應用價值。因次，必須對絲瓜絡進行疏水改性，通過不同程度地減少纖維表面的羥基，以降低絲瓜絡的親水性，達到延長使用壽命的目的。

發明內容

本發明的目的就是提供一種凈水器過濾紙填料用絲瓜絡的改性方法，以克服現有技術的不足。

本發明的目的是這樣實現的：

一種凈水器過濾紙填料用絲瓜絡的改性方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將絲瓜成熟的果實，去皮去核，剪成小塊用清水洗凈，烘干粉碎過60-80目篩，放入等離子體石英反應器上進行處理得等離子體處理絲瓜絡；

（2）將步驟（1）等離子體處理絲瓜絡浸泡于2wt.%NaOH溶液中，微波間歇輻射處理，抽濾，先用稀鹽酸清洗至無OH^-，再用去離子水洗至中性，烘干備用；

（3）往95wt.%的乙醇水溶液中加入乙酸調節pH為4.5-5.5，加入硅烷偶聯劑超聲分散5-10分鐘，配成1wt.%的硅烷偶聯劑的乙醇溶液；

（4）將步驟（2）中堿處理后的絲瓜絡浸泡于步驟（3）中混合溶液中，取出并水洗至中性，烘干，微波輻射一段時間后，再置于烘箱中烘至恒量，最后保存于干燥器中備用。

所述步驟（1）中稱取100mg絲瓜絡粉末在常溫常壓條件下放入等離子體石英反應器上處理10s，放電條件為：電極間距離為10mm，電源功率為100W；其中等離子體氣體為氧氣、氮氣、氬氣及空氣中的至少一種。

所述步驟（2）中，用700W微波間歇輻射30min，其中輻射間隔為10min，每次輻射10min；所述的稀鹽酸為體積比為（1+9）的水溶液。

所述步驟（3）中硅烷偶聯劑為KH550、3-氨丙基三甲氧基硅烷、氨基硅烷中的至少一種。

所述步驟（4）中浸泡30min，取出并水洗至中性，烘干，700W微波輻射180s，再置于85℃烘箱中烘至恒量。

本發明有以下有益效果：本發明將絲瓜絡表面采用等離子體處理和堿處理等手段改性后再浸泡于硅烷偶聯劑的乙醇溶液中進行改性反應，疏水性和吸附性均得到改善；等離子體處理可有效去除纖維素周圍的木質素，增加孔洞和吸附比表面，絲瓜絡纖維表面出現明顯的溝槽，比表面積增大，而且由于等離子體氧化作用，減弱了分子間的氫鍵作用，結晶區受到部分破壞，導致結晶度下降吸附性能增強；堿處理可使得纖維原纖化，即纖維束變小，長徑比增大，與硅烷改性劑有效接觸面積增大，使得偶聯劑能迅速被吸附到絲瓜絡表面，絲瓜絡表面的羥基與偶聯劑水解所形成的硅醇發生了縮聚反應形成氫鍵，再經過微波的烘干、脫水作用形成穩定的化合鍵，實現偶聯劑在絲瓜絡表面的包覆，減免纖維的溶脹，降低了材料親水性，延長了使用壽命，本發明相對于在吸附方面最為廣泛應用的活性炭而言，有價格低廉，基體流失少，可生物降解，可反復利用，使用壽命長等優點。

具體實施方式

一種凈水器過濾紙填料用絲瓜絡的改性方法，其特征在于，包括以下步驟：