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一种用于检测微量重金属元素的过滤材料及其制备方法

申请号 CN202211256311.5 申请日 2022-10-14 公开(公告)号 CN115478452A 公开(公告)日 2022-12-16
申请人 中国制浆造纸研究院有限公司; 发明人 李政; 万莹; 白媛媛;
摘要 本 发明 提供了一种用于检测微量重金属元素的过滤材料的制备方法。在本发明中,与传统高效 滤纸 相比,使用化学 纤维 和 植物 纤维替代了玻璃纤维,解决了玻璃纤维本身重金属含量较高对于检测气体中微量重金属元素的影响。使用本发明的方法制备的过滤材料,过滤效率能够达到99.9%以上,过滤阻 力 小于370Pa,铬、镍、砷、硒、镉、铅重金属含量少,可用于检测气体中微量的重金属元素。
权利要求

1.一种用于检测微量重金属元素的过滤材料及其制备方法,包括以下步骤:

植物纤维进行打浆、酸处理后,与化学纤维进行配浆、抄造、烘干,整个抄造过程完全使用去离子,得到基纸;

将所述基纸表面进行静电纺丝,得到过滤材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述化学纤维为聚酯纤维(PET)。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述植物纤维和化学纤维的配比为4∶6或5∶5或6∶4。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述酸处理时间为1~2h,浓度为1~

2%,使用的酸为盐酸硫酸

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述所述静电纺丝时间为20~40min,静电纺丝液为尼龙。

2

6.根据权利要求1所述的过滤材料,其特征在于280~300g/m ;所述过滤材料的过滤效率大于99.9%;所述过滤材料的过滤阻小于370Pa;所述过滤材料的铬、镍、砷、硒、镉、铅重金属含量小于1mg/kg。

说明书全文

一种用于检测微量重金属元素的过滤材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及过滤材料领域,具体涉及一种用于检测微量重金属元素的过滤材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 过滤效率达到99.9%的空气过滤纸纤维原料一般为玻璃纤维,因为玻璃纤维的生产原料为天然矿物质,玻璃纤维本身就含有比较多的重金属,因此使用玻璃纤维抄造的高效过滤纸本底就含有重金属元素。高效过滤纸的特定用途之一就是检测微量的重金属元素,若滤纸本底重金属含量较高且呈现不规律的分布,这就会对测试产生很大干扰,造成测试不准确。
[0003] 本发明使用化学纤维和植物纤维代替所有的玻璃纤维作为过滤材料的基材,通过静电纺丝来提高过滤效率,通过对植物纤维进行酸处理来降低纤维中的重金属离子,通过抄造过程中完全使用去离子减少水系统中的重金属元素。
[0004] 目前,公开发表的相关文献较少,此用途的过滤材料相关报道较少。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种用于检测微量重金属元素的过滤材料及其制备方法,本发明提供的制备方法制备的过滤材料过滤效率能够达到99.9%以上,过滤阻小于370Pa,铬、镍、砷、硒、镉、铅重金属含量少,可用于检测气体中微量的重金属元素。
[0006] 为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
[0007] 本发明提供了一种用于检测微量重金属元素的过滤材料的制备方法,包括以下步骤:
[0008] 将植物纤维进行打浆、酸处理后,与化学纤维进行配浆、抄造、烘干,整个抄造过程完全使用去离子水,得到基纸;
[0009] 将所述基纸表面进行静电纺丝,得到过滤材料。
[0010] 优选地,所述化学纤维为聚酯纤维(PET)。
[0011] 优选地,所述植物纤维和化学纤维的配比为4∶6或5∶5或6∶4。
[0012] 优选地,所述酸处理时间为1~2h,浓度为1~2%,使用的酸为盐酸硫酸
[0013] 优选地,所述静电纺丝时间为20~40min,静电纺丝液为尼龙。
[0014] 本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的过滤材料。
[0015] 优选地,所述过滤材料的定量为280~300g/m2;所述过滤材料的过滤效率大于99.9%;所述过滤材料的过滤阻力小于370Pa;所述过滤材料的铬、镍、砷、硒、镉、铅重金属含量小于1mg/kg。
[0016] 本发明提供了一种用于检测微量重金属元素的过滤材料的制备方法,包括以下步骤:将植物纤维进行打浆、酸处理后,与化学纤维进行配浆、抄造、烘干,整个抄造过程完全使用去离子水,得到基纸;将所述基纸表面进行静电纺丝,得到过滤材料。在本发明中,使用植物纤维和化学纤维替代了高效过滤纸通常使用的剥离纤维,降低了重金属离子的含量,通过静电纺丝工艺提高了材料的过滤效率。

具体实施方式

[0017] 本发明提供了一种用于检测微量重金属元素的过滤材料的制备方法,包括以下步骤:
[0018] 将植物纤维进行打浆、酸处理后,与化学纤维进行配浆、抄造、烘干,整个抄造过程完全使用去离子水,得到基纸;
[0019] 将所述基纸表面进行静电纺丝,得到过滤材料。
[0020] 本发明将植物纤维进行打浆、酸处理后,与化学纤维进行配浆、抄造、烘干,整个抄造过程完全使用去离子水,得到基纸。在本发明中,所述植物纤维优选包括漂白针叶木浆、漂白阔叶木浆和漂白浆中的一种。
[0021] 在本发明中,所述打浆时的打浆浓度优选为1.57%,打浆到打浆度优选为15~35°SR,更优选为15~18°SR。
[0022] 在本发明中,酸处理可使用硫酸或盐酸,优选盐酸,酸处理时间1~2小时,优选1h。
[0023] 在本发明中,所述化学纤维为聚酯纤维。
[0024] 在本发明中,所述植物纤维和化学纤维的的质量比为4∶6或5∶5或6∶4,优选为6∶4。
[0025] 在本发明中,所述配浆时添加辅助剂;所述辅助剂优选包括聚酰胺环氯丙烷树脂和阳离子聚丙烯酰胺。在本发明中,所述聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE)相对绝干浆的添加量优选为0.5~1.65wt%,更优选为0.55~0.88wt%,进一步优选为0.66~0.77wt%。在本发明的具体实施例中,使用的PAE为市售产品,市售产品PAE中聚酰胺环氧氯丙烷树脂的有效含量为11%。在本发明中,所述阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)相对绝干浆的添加量优选为0.05~0.6wt%,更优选为0.3~0.4wt%。
[0026] 在本发明中,所述抄造的方法优选包括:将配浆好的浆料,经斜网纸机脱水成型。
[0027] 在本发明中,所述抄造过程中使用的水均为去离子水。
[0028] 在本发明中,所述抄造的方法优选包括:将配浆好的浆料,经长网或圆网纸机脱水成型、湿纸压榨
[0029] 得到基纸后,本发明将所述基纸进行表面静电纺丝处理。在本发明中,所述静电纺丝液为尼龙,时间为20‑40min,更优选为20‑30min。
[0030] 下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
[0031] 实施例1
[0032] (1)打浆:将100%漂白针叶木浆加入到瓦力打浆机中进行打浆,打浆浓度1.57%,打浆到打浆度15°SR;
[0033] (2)酸处理:将针叶木浆使用1%的稀盐酸处理1h;
[0034] (3)配浆:针叶木浆和聚酯纤维按照重量比4∶6进行配浆,一次在浆料中加入湿强剂PAE0.55wt%(以湿强剂的有效成分计),CPAM 0.2%,添加量均为相对绝干浆的量;
[0035] (4)抄造:将上述配备好的浆料,经斜网脱水成型,干燥,抄造过程使用的水均为去离子水;
[0036] (5)静电纺丝:将干燥后的基纸进行静电纺丝,静电纺丝时间为20min,纺丝液为尼龙,浓度6%,得到过滤材料。
[0037] 本实施例生产的过滤材料具有下列技术指标:过效率99.92%,过滤阻力350Pa,铬、镍、砷、硒、镉、铅含量分别为0.42、0.26、0.16、0.0064、0.50mg/kg。
[0038] 实施例2
[0039] (1)打浆:将100%漂白阔叶木浆加入到瓦力打浆机中进行打浆,打浆浓度1.57%,打浆到打浆度16°SR;
[0040] (2)酸处理:将阔叶木浆使用1%的稀盐酸处理1h;
[0041] (3)配浆:阔叶木浆和聚酯纤维按照重量比4∶6进行配浆,一次在浆料中加入湿强剂PAE0.55wt%(以湿强剂的有效成分计),CPAM 0.2%,添加量均为相对绝干浆的量;
[0042] (4)抄造:将上述配备好的浆料,经斜网脱水成型,干燥,抄造过程使用的水均为去离子水;
[0043] (5)静电纺丝:将干燥后的基纸进行静电纺丝,静电纺丝时间为20min,纺丝液为尼龙,浓度6%,得到过滤材料。
[0044] 本实施例生产的过滤材料具有下列技术指标:过效率99.9%,过滤阻力340Pa,铬、镍、砷、硒、镉、铅含量分别为0.32、0.24、0.18、0.0084、0.49mg/kg。
[0045] 实施例3
[0046] (1)打浆:将100%漂白阔叶木浆加入到瓦力打浆机中进行打浆,打浆浓度1.57%,打浆到打浆度16°SR;
[0047] (2)酸处理:将阔叶木浆使用1%的稀盐酸处理1h;
[0048] (3)配浆:阔叶木浆和聚酯纤维按照重量比5∶5进行配浆,一次在浆料中加入湿强剂PAE0.55wt%(以湿强剂的有效成分计),CPAM 0.2%,添加量均为相对绝干浆的量;
[0049] (4)抄造:将上述配备好的浆料,经斜网脱水成型,干燥,抄造过程使用的水均为去离子水;
[0050] (5)静电纺丝:将干燥后的基纸进行静电纺丝,静电纺丝时间为30min,纺丝液为尼龙,浓度6%,得到过滤材料。
[0051] 本实施例生产的过滤材料具有下列技术指标:过效率99.99%,过滤阻力360Pa,铬、镍、砷、硒、镉、铅含量分别为0.27、0.36、0.18、0.0055、0.56mg/kg。