一種自催化污水處理用織物的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自催化污水處理用織物，其包含自催化表層，支撐層和自催化底層，支撐層以“11”字形將自催化表層和自催化底層進行編織連接，自催化表層以呈“1X1”字形編織，自催化底層以“1X1”字形編織。本實用新型采用具有三維織物結構設置，在污水處理過程中，利用豎直方向上的經紗能夠很好的與污水中的重金屬進行接觸，避免了傳統織物由于重疊結構導致的與污水接觸表面減少，導致吸附效果減弱的問題；采用多層結構設計，使不同的吸附效率的織物層進行復合，既保證了織物的力學性能，同時增加了織物的吸附效率，即可保證金屬離子的吸附，也可保證織物的透水性能，保證吸附效果。
【專利說明】
一種自催化污水處理用織物
技術領域
[0001]本實用新型涉及環保領域中自催化污水處理用織物技術領域，具體地說，是一種自催化污水處理用織物。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷進步和工業的迅速發展，水體中重金屬污染不端加劇，重金屬廢水排放所造成的污染對生態系統和公眾健康構成了嚴重威脅，水體中的重金屬已成為我國最為嚴重的環境問題之一，因此，對重金屬廢水的治理受到國內外科研工作者的高度重視。為了更有效的防治水體中重金屬污染，我國已經出臺了多項法制，用于水體重金屬的治理。目前重金屬廢水的處理方法主要有化學沉淀、離子交換、溶劑萃取、化學氧化還原和吸附法等，其中吸附法具有易于操作、低能耗、低殘留、高吸附量和可重復利用性等優點，是最經濟、高效并廣泛使用和深入研究的技術之。目前已有包括活性炭、殼聚糖、天然沸石、生物吸附劑、螯合樹脂等在內的多種吸附劑被廣泛應用于重金屬廢水的處理中，這些吸附劑的吸附能力主要依賴于其自身的物理性質和表面官能團。
[0003]與傳統的樹脂、泡沫和傳統纖維相比，聚合物纖維由于具有高比表面積、高孔隙率、易于制備和易于物理/化學修飾等優點，在重金屬廢水處理的應用也日益廣泛。目前用于重金屬吸附的纖維材料，主要是含羥基、氨基等多官能團的材料，如纖維素、聚丙烯腈以及聚酰亞胺等;而對于傳統的纖維材料而言，由于其制備過程中通過紡絲再經織造等過程，制備得到膜或者織物從而才能應用在水體中重金屬的處理，其紡絲再經織造過程復雜，且工序較多。因此開發一種能夠實現材料形狀與功能一體的蓬松材料制備技術，并應用于重金屬的吸附，對于水體污染快速反應，快速處理緊急狀況具有重要意義。
[0004]織物材料具有優異的三維組織結構，即可利于污水的過濾，同時也利于淤泥等的過濾通過；目前對于織物用于污水的研究較多，但主要集中在開發具有低瑋度的纖維制備織物，提高纖維本身的比表面積;本專利采用三維織物一體成型的方法，通過設計具有三層不同組織結構的復合織物得到三明治結構的自催化污水處理用織物，并采用具有水溶脹性能的PVA纖維為經線，采用表面氨基化改性的PLA纖維為綁線，提升織物的吸附性能，同時采用對織物表面涂覆具有自催化作用的納米碳化鋯(ZrC)顆粒，提升其對有機物的自催化性能;并通過控制經線的密度實現三層結構的梯度設計，制備得到自催化污水處理用織物，具有吸附性能優異，污水處理效率高，可循環使用。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種自催化污水處理用織物。采用具有水溶脹性能的PVA纖維為經線，采用表面氨基化改性的PLA纖維為綁線，提升織物的吸附性能，同時采用對織物表面涂覆具有自催化作用的納米碳化鋯(ZrC)顆粒，提升其對有機物的自催化性能;并通過控制經線的密度實現三層結構的梯度設計，制備得到自催化污水處理用織物，具有吸附性能優異，污水處理效率高，可循環使用，應用于生活廢水、工礦業廢水處理前景廣闊。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]一種自催化污水處理用織物，其包含自催化表層，支撐層和自催化底層，支撐層以“I I”字形將自催化表層和自催化底層進行編織連接，自催化表層以呈“1X1”字形編織，自催化底層以“1X1”字形編織。
[0008]所述的自催化表層在織物中的厚度為30?50mm。
[0009]所述的支撐層在織物中的厚度為5?10mm。
[00?0]所述的自催化底層在織物中厚度為30?50mm。
[0011]所述的自催化污水處理用織物的透水量為1800?2500mm.s—S頂破強度為1200?2000N；
[0012]所述的編織過程中經經紗，瑋紗和綁紗制造成織物，經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接；
[0013]所述的織物的自催化底層的經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接。
[0014]所述的自催化底層經紗的密度為300?450根/cm，瑋紗的密度為300?450根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，所述的經線為PVA纖維，所述的瑋線為滌綸單絲，所述的綁紗為改性PLA纖維；
[0015]所述的織物的自催化表層的經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接。
[0016]所述的自催化表層經紗的密度為300?450根/cm，瑋紗的密度為300?450根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，所述的經線為PVA纖維，所述的瑋線為滌綸單絲，所述的綁紗為改性PLA纖維；
[0017]所述的織物的支撐層的經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接。
[0018]所述的支撐層經紗的密度為150?250根/cm，瑋紗的密度為150?250根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，經線為PVA纖維，瑋線為PVA纖維，綁紗為改性PLA纖維。
[0019]所述的改性PLA纖維為表面氨基化改性的PLA纖維，表面氨基化改性的氨基數為0.1?0.5mol/go
[0020]采用織物結構，在污水處理過程中，豎直方向上的經紗能夠很好的與污水中的重金屬進行接觸，避免了傳統織物由于重疊結構導致的與污水接觸表面減少，導致吸附效果減弱的問題。
[0021]PVA纖維具有優異的水溶脹性能，利于PVA纖維表面的羥基結構，實現對重金屬離子的螯合作用，提高織物對中間數離子的吸附作用；同時表面氨基化改性的PLA纖維表面氨基化后對重金屬離子吸附作用強，改性的PLA纖維表面氨基與PVA纖維上的羥基具有優異的協同作用，通過與金屬離子的協同吸附螯合作用，提升織物對重金屬離子的吸附效率。
[0022]所述的織物通過浸漬納米碳化鋯溶液在織物上形成具有自催化性能的自催化層，所述的自催化層厚度為0.5?2.5微米;所述的納米碳化鋯的平均粒徑為50?75納米；
[0023]納米碳化鋯具有優異的耐高溫、抗氧化、強度高、硬度高、導熱性良好，韌性好的特點，是一種重要的結構材料；同時納米碳化鋯粉體還具有高效吸收可見光，反射紅外線，儲能和光催化等特性，在織物表面形成具有光催化活性的材料，對提升吸附以及光催化性能具有優異的效果；
[0024]與現有技術相比，本實用新型的積極效果是:
[0025]本實用新型一種自催化污水處理用織物，采用具有三維織物結構設置，在污水處理過程中，利用豎直方向上的經紗能夠很好的與污水中的重金屬進行接觸，避免了傳統織物由于重疊結構導致的與污水接觸表面減少，導致吸附效果減弱的問題;采用多層結構設計，使不同的吸附效率的織物層進行復合，既保證了織物的力學性能，同時增加了織物的吸附效率，即可保證金屬離子的吸附，也可保證織物的透水性能，保證吸附效果；同時采用“11”字形結構編織，利于污水在織物中快速通過；在自催化表層和自催化底層同時采用“1X1”字形結構編織可以提高污水在織物內部的接觸面積，利用交叉結構提高光束在織物中的折射，從而提升自催化效率；同時涂覆在自催化表層和自催化底層的納米碳化鋯顆粒能夠均勻分散和截流，提高自催化效果;并且“1X1”字形結構具有優異的三維織物結構，力學性能以及織物表面積大，織物的吸附性能越為優異，吸附效率越高;本實用新型用于水體中重金屬離子的處理等領域具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型一種自催化污水處理用織物的結構示意圖
[0027]附圖中的標記為:1為自催化表層，2為支撐層，3為自催化底層。
【具體實施方式】
[0028]以下提供本實用新型一種自催化污水處理用織物的【具體實施方式】。
[0029]實施例1
[0030]請參見附圖1，一種自催化污水處理用織物分為自催化表層I，支撐層2，自催化底層3，其中自催化底層的工藝反面是支撐層，而支撐層的工藝反面是自催化表層;采用具有多層結構設計，使不同的吸附效率的織物層進行復合，既保證了織物的力學性能，同時增加了織物的吸附效率，即可保證金屬離子的吸附，以及保證織物的透水性能，保證吸附效果；[0031 ]所述的支撐層以“I I”字形將自催化表層和自催化底層進行編織連接，所述的自催化表層以呈“1X1”字形編織，所述的自催化底層也以“1X1”字形編織；
[0032]支撐層采用“II”字形結構編織，主要其支撐作用，采用具有通道的“I I”字形結構，利于污水在織物中快速通過;在自催化表層和自催化底層同時采用“1X1”字形結構編織可以提高污水在織物內部的接觸面積，利用交叉結構提高光束在織物中的折射，從而提升自催化效率；同時涂覆在自催化表層和自催化底層的納米碳化鋯顆粒能夠均勻分散和截流，提高自催化效果;并且“1X1”字形結構具有優異的三維織物結構，力學性能以及織物表面積大，織物的吸附性能越為優異，吸附效率越高；
[0033]所述的自催化表層在織物中的厚度為30?50mm，所述的支撐層在織物中的厚度為5?1mm，所述的自催化底層在織物中厚度為30?50mm，所述的自催化污水處理用織物的透水量為1800?2500mm.s—1，頂破強度為1200?2000N;
[0034]所述的編織過程中經經紗，瑋紗和綁紗制造成織物，經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接；
[0035]所述的自催化底層經紗的密度為300?450根/cm，瑋紗的密度為300?450根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，所述的經線為PVA纖維，所述的瑋線為滌綸單絲，所述的綁紗為改性PLA纖維；
[0036]所述的自催化表層經紗的密度為300?450根/cm，瑋紗的密度為300?450根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，所述的經線為PVA纖維，所述的瑋線為滌綸單絲，所述的綁紗為改性PLA纖維；
[0037]所述的支撐層經紗的密度為150?250根/cm，瑋紗的密度為150?250根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，所述的經線為PVA纖維，所述的瑋線為PVA纖維，所述的綁紗為改性PLA纖維；
[0038]所述的改性PLA纖維為表面氨基化改性的PLA纖維，表面氨基化改性的氨基數為
0.1?0.5mol/g;
[0039]采用織物結構，在污水處理過程中，豎直方向上的經紗能夠很好的與污水中的重金屬進行接觸，避免了傳統織物由于重疊結構導致的與污水接觸表面減少，導致吸附效果減弱的問題；
[0040]PVA纖維具有優異的水溶脹性能，利于PVA纖維表面的羥基結構，實現對重金屬離子的螯合作用，提高織物對中間數離子的吸附作用；同時表面氨基化改性的PLA纖維表面氨基化后對重金屬離子吸附作用強，改性的PLA纖維表面氨基與PVA纖維上的羥基具有優異的協同作用，通過與金屬離子的協同吸附螯合作用，提升織物對重金屬離子的吸附效率。
[0041 ]所述的織物通過浸漬納米碳化鋯溶液在織物上形成具有自催化性能的自催化層，所述的自催化層厚度為0.5?2.5微米;所述的納米碳化鋯的平均粒徑為50?75納米；
[0042]納米碳化鋯具有優異的耐高溫、抗氧化、強度高、硬度高、導熱性良好，韌性好的特點，是一種重要的結構材料；同時納米碳化鋯粉體還具有高效吸收可見光，反射紅外線，儲能和光催化等特性，在織物表面形成具有光催化活性的材料，對提升吸附以及光催化性能具有優異的效果。
[0043]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種自催化污水處理用織物，其特征在于，其包含自催化表層，支撐層和自催化底層，支撐層以“I I”字形將自催化表層和自催化底層進行編織連接，自催化表層以呈“1X1”字形編織，自催化底層以“1X1”字形編織。2.如權利要求1所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的自催化表層在織物中的厚度為30?50mm。3.如權利要求1所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的支撐層在織物中的厚度為5?10mm。4.如權利要求1所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的自催化底層在織物中厚度為30?50mm。5.如權利要求1所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的織物的自催化底層的經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接。6.如權利要求5所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的自催化底層經紗的密度為300?450根/cm，瑋紗的密度為300?450根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，經線為PVA纖維，瑋線為滌綸單絲，綁紗為改性PLA纖維。7.如權利要求1所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的織物的自催化表層的經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接。8.如權利要求7所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的自催化表層經紗的密度為300?450根/cm，瑋紗的密度為300?450根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，經線為PVA纖維，瑋線為滌綸單絲，所述的綁紗為改性PLA纖維。9.如權利要求1所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的織物的支撐層的經紗均呈豎直狀結構，瑋紗均呈水平狀結構，經紗和瑋紗通過綁紗連接。10.如權利要求9所述的一種自催化污水處理用織物，其特征在于，所述的支撐層經紗的密度為150?250根/cm，瑋紗的密度為150?250根/cm，綁紗的密度為200?300根/cm，經線為PVA纖維，瑋線為PVA纖維，綁紗為改性PLA纖維。
【文檔編號】D06M101/24GK205472761SQ201620150623
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月29日
【發明人】唐文清, 曾榮英, 方淑英, 易露
【申請人】衡陽師范學院