專利名稱：一種富硒納米銀活性炭濾芯及其制備方法
技術領域：
本發明屬于飲用水過濾技術領域，具體涉及一種富硒納米銀活性 炭濾芯及其制備方法。
背景技術：
生活飲用水水質的優劣與人類健康密切相關。隨著社會經濟發 展、科學進步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質要求 不斷提高，不但要求其干凈、安全，而且必須是健康的好水。干凈、 安全、健康的水是最廉價最有效的保健品。
隨著水源污染的日趨嚴重及自來水因用氯消毒帶來的有機污染 致癌物種類的增多，現在許多家庭選擇使用凈水機，但凈化出來的是 純凈水，長期飲用純凈水會導致身體營養失調，帶走人體內有用的微 量元素，從而降低人體的免疫力，容易產生疾病。由于人體體液是微 堿性，而純凈水呈弱酸性，如果長期飲用微酸性的水，體內環境將遭 到破壞。而且長期飲用純凈水還會增加鈣的流失。老年人、兒童、孕 婦更不宜長期飲用。
硒(Se)的相對原子質量為78.84，原子序數34。硒是生物體必 需的微量元素，以低分子量化合物(包括游離硒)和高分子量化合物 形式存在于生物體內，是一種必需微量元素，被稱為人體微量元素中 的"抗癌之王"。硒具有以下功能一. 硒具有抗氧化作用硒是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)
的組成成分，每摩爾的GSH-Px中含4克原子硒，此酶的作用是催化 還原性谷胱甘肽(GSH)與過氧化物的氧化還原反應，所以可發揮抗 氧化作用，是重要的自由基清除劑。在體內，GSH-Px與維生素(維生 素食品)E抗氧化的機制不同，兩者可以互相補充，具有協同作用。
二. 增強免疫力有機硒能清除體內自由基，排除體內毒素、
抗氧化、能有效的抑制過氧化脂質的產生，防止血凝塊，清除膽固醇， 增強人體免疫功能。
三. 防止糖尿病(糖尿病食品)硒是構成谷胱甘肽過氧化物酶
的活性成分，它能防止胰島e細胞氧化破壞，使其功能正常，促進糖 份代謝、降低血糖和尿糖，改善糖尿病患者的癥狀。
四. 防止白內障硒可保護視網膜，增強玻璃體的光潔度，提 高視力，有防止白內障的作用。
五. 防止心腦血管疾病硒是維持心臟正常功能的重要元素， 對心臟肌體有保護和修復的作用。人體血硒水平的降低，會導致體內 清除自由基的功能減退，造成有害物質沉積增多，血壓升高、血管壁 變厚、血管彈性降低、血流速度變慢，送氧功能下降，從而誘發心腦 血管疾病的發病率升高，然而科學補硒對預防心腦血管疾病、高血壓、 動脈硬化等都有較好的作用。
六. 防止克山病、大骨節病、關節炎缺硒 克山病、大骨節 病、兩種地方性疾病的主要病因，補硒能防止骨髓端病變，促進修復， 而在蛋白質合成中促進二硫鍵對抗金屬元素解毒。對這兩種地方性疾病和關節炎患者都有很好的預防和治療作用。
七. 解毒、排毒硒與金屬的結合力很強，能抵抗鎘對腎、生 殖腺和中樞神經的毒害。硒與體內的汞、錫、鉈、鉛等重金屬結合， 形成金屬硒蛋白復合而解毒、排毒。
八. 防治肝病、保護肝臟對肝癌高發區流行病學調查中發現， 肝癌高發區的居民血液中的硒含量均低于肝癌低發區，肝癌的發病率 與血硒水平呈負相關。
在2000年制訂的《中國居民膳食營養素參考攝入量》18歲以上
者的推薦攝入量為50ug/d，可耐受最高攝入量為400ug/d。
人體內硒缺乏會導致未老先衰；發生克山病、大骨節病；嚴重缺 乏硒會引發心肌病及心肌衰竭。
發明內容
本發明的目的是提供一種富硒納米銀活性炭濾芯，不僅能濾除水 中的有害細菌，而且能有效濾除水中的有機污染物、消毒副產物和重 金屬，確保生活飲用水的衛生安全，長期飲用還可預防硒缺乏癥，是 一種可用于飲用水凈化處理的富硒納米銀活性炭濾芯。
一種富硒納米銀活性炭濾芯，包括外包膜材料、納米銀活性炭濾 層、富硒顆粒層和濾芯中心的過水空腔，其特征在于，所述富硒顆粒 層由緩釋材料殼聚糖粉末、亞硒酸鹽、亞硒酸鈣組成，三者的重量比 為10: 3: 7;所述納米銀活性炭濾層的組成成分的重量百分配比為
20 50nm納米銀 0.15~3%熱熔粉末 6 8% 椰殼活性炭 余量
一般有機硒化合物在水中的溶解度大，難以控制釋放量，因水中 硒含量過高會產生對人體的毒性。本發明以殼聚糖亞硒酸鹽、亞硒酸 鈣為富硒添加劑。殼聚糖亞硒酸鹽，硒含量為10 26%，水溶性較 小，毒性低且易被吸收；亞硒酸鈣的硒含量為35.7%，不溶于水，對 人體毒性較低，在胃酸作用下能被人體吸收。水溶性殼聚糖亞硒酸鹽 主要通過擴散機制釋放；水不溶性亞硒酸鈣主要通過溶蝕機制釋放， 具孔骨架顆粒對所加添加劑(殼聚糖亞硒酸鹽、亞硒酸鈣)零級釋放 的時間較長，硒的釋放量較適宜出水中含硒量在0.001mg/L 0.01mg/L之間。
納米銀是利用納米技術將銀納米化，納米技術的出現，使銀的殺 菌能力產生了質的飛躍，只用極少量的納米銀即可產生強力的殺菌作 用。納米銀抗菌具有以下特點廣譜抗菌、抗菌作用不受環境pH 值的影響、安全環保，無剌激性、安全無毒。
椰殼活性炭(簡稱椰炭)是將椰子外殼的纖維質加熱到1200-1600 。C，以水蒸氣作活化劑生成的活性炭，具有發達的孔隙結構，且比表 面積大、吸附力強、濾速快。 一公克的椰炭其比表面積約卯0-2000 平方公尺，大約4個籃球場大小，椰炭因其發達的孔隙結構和比表面 積具有很強的吸附臭味能力。椰炭本身同時存在石墨(SP2)與鉆石 (SP3)結構，與空氣產生摩擦時，會將電子移轉到空氣(氧分子) 中，本身產生的正電荷則經由石墨的導電性產生接地作用，產生大量負離子。經檢測椰炭中有負離子6000-9000個/cm3，負離子為活性高 的氧分子，容易與臭氣分子結合產生氧化(或稱燃燒)作用，達到分 解臭氣分子的作用，同時負離子還可與細菌、病毒結合進而破壞其本 身結構，使細菌、病毒失去活性達到抑制細菌、病毒活動的目的。
椰炭中存在鉆石的結構，受到熱能作用會產生共振現象，由于共 振的頻率正好落在遠紅外線(波長4微米以上)的區間，因此椰炭在 熱的作用下能產生遠紅外線放射的效果。波長為5.6 15 u m的遠紅外 線對人類的生存與萬物的生長極為重要，它具備的滲透性、分子共振 性，能促進動植物生長。其中，8 14um的遠紅外線對人體作用最大， 應用價值最高，被人們稱之為"生命光線"、"生物波"。遠紅外線對 人比的好處有令人體水份子活性化,提高身體的含氧量，進而能提 高抗病能力,延緩衰老，改善微循環系統；促進新陳代謝；平衡身體 的酸堿度。
進一步地，富硒顆粒層中的緩釋材料粉末為聚乙烯、聚丙烯、甲 基丙烯酸、丙烯酸甲酯共聚物中的一種或幾種；富硒顆粒為具孔骨架 顆粒。
納米銀活性炭濾層的碘值優選為1000~1280。 熱熔粉末的熔點優選為U2 13(TC。 熱熔粉末優選為聚乙烯。 包膜材料優選為不織布。
根據本發明的富硒納米銀活性炭濾芯，可使飲用水的pH值呈弱 堿性(7.0 8.0之間)，水的硬度適中，微量元素和礦物質的含量適中，比例適宜，與正常體液相近，水中溶解氧及二氧化碳含量適中，
水分子團小(核磁共振譜線半高84.92Hz)，水的營養生理功能強(包 括溶解力，滲透力，擴散力，代謝力，乳化力、洗凈力等)，富含遠 紅外線能量，不僅能濾除水中的有害細菌，而且能有效濾除水中的有 機污染物、消毒副產物和重金屬，確保生活飲用水的衛生安全，長期 飲用還可預防硒缺乏癥。
根據本發明的富硒納米銀活性炭濾芯，可處理150T 180T水。 本發明還提供了一種制備上述富硒納米銀活性炭濾芯的方法，其 特征在于包括步驟
1) 椰殼活性炭先經過稀鹽酸酸洗后，再離心去酸，真空烘焙至 恒重后冷卻至室溫，植入納米銀，加熱熔粉末攪拌混勻；
2) 將緩釋材料粉末與殼聚糖亞硒酸鹽、亞硒酸鈣按10: 3: 7的
重量比混勻，壓制成具孔骨架顆粒，再加熱壓制成管狀內胚，制得中
空的圓柱形富硒顆粒層內胚；
3) 將步驟1所得混合物倒入成形模具，在上述富硒顆粒層內胚 外進行二次擠壓成形，成形后以110 13(TC高溫定型0.5 1分鐘；
4) 在納米銀活性炭濾層的表面包一層外包膜材料，濾芯兩端設 置保護端蓋，即制得富硒納米銀活性炭濾芯產品。
圖1是本發明一種實施方式的縱截面剖視圖； 圖2是圖1所示實施方式的橫截面剖視圖；圖3是一種制備本發明富硒納米銀活性炭濾芯的流程圖。
具體實施方式
實施例1
如圖l、圖2所示，本發明富硒納米銀活性炭濾芯，由外包膜材 料1、納米銀活性炭濾層2、富硒顆粒層3和濾芯中心的過水空腔4 組成。
根據圖3所示流程圖，按以下重量百分配比 20 50nm納米銀 0.15~3%
熱熔粉末 6~8% 椰殼活性炭 余量 將椰殼活性炭用稀鹽酸在反應釜中進行攪拌酸洗，經離心脫液后 在真空容器中烘焙至恒重，冷卻至室溫，植入20 50nm的納米銀， 檢測產物的碘值〉1000mg/g，除菌率》95%，遠紅外線法向全發射率 ^0.8，負離子濃度^6000個/cnA加熱熔粉末聚乙烯(熔點為112~130 °C)攪拌混勻；
將45克丙烯酸甲酯共聚物粉末、13.5克殼聚糖亞硒酸鹽和31.5 克亞硒酸f丐混勻，壓制成外徑為2~3mm的具孔骨架顆粒，再在壓模 內加熱壓制成管裝內胚，制得長度為239mm、內徑為34mm的中空 的圓柱形富硒顆粒層內胚。
將納米銀活性炭和熱熔粉末混合物倒入成形模具，在上述富硒顆 粒層內胚外進行二次擠壓成形，成形后以115"高溫定型1分鐘。在納米銀活性炭濾層2的表面包一層不織布，濾芯兩端設置保護 端蓋(圖中未示出)，即制得富硒納米銀活性炭濾芯產品。產品長
239mm、外徑110mm、內徑為34mm、總重量為1020克。 實施例2
將60克甲基丙烯酸共聚物粉末、18克殼聚糖亞硒酸鹽和42克 亞硒酸鈣混勻，壓制成具孔骨架顆粒，再制成管狀富硒顆粒層內胚。 按以下重量百分配比制備納米銀活性炭和熱熔粉末混合物 20 50nm納米銀 3% 聚乙烯熱熔粉末 8% 椰殼活性炭 余量 除擠壓成形后以13(TC高溫定型0.5分鐘外，富硒納米銀活性炭 濾芯的制備方法與實施例1相同。
實施例3
按以下重量百分配比制備納米銀活性炭和熱熔粉末混合物
20~50nm納米銀 0.2%
聚乙烯熱熔粉末 7%
椰殼活性炭 余量 除擠壓成形后以120。C高溫定型1分鐘外，富硒納米銀活性炭濾芯的 制備方法與實施例l相同。
權利要求
1、一種富硒納米銀活性炭濾芯，包括外包膜材料、納米銀活性炭濾層、富硒顆粒層和濾芯中心的過水空腔，其特征在于，所述富硒顆粒層由緩釋材料殼聚糖粉末、亞硒酸鹽、亞硒酸鈣組成，三者的重量比為10∶3∶7；所述納米銀活性炭濾層的組成成分的重量百分配比為20～50nm納米銀0.15～3％熱熔粉末 6～8％椰殼活性炭余量
2、 如權利要求1所述的富硒納米銀活性炭濾芯，其特征在于富 硒顆粒層中的緩釋材料粉末為聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸 甲酯共聚物中的一種或幾種；富硒顆粒為具孔骨架顆粒。
3、 如權利要求2所述的富硒納米銀活性炭濾芯，其特征在于納 米銀活性炭濾層的碘值為1000~1280。
4、 如權利要求3所述的富硒納米銀活性炭濾芯，其特征在于熱 熔粉末的熔點為112~130°C。
5、 如權利要求4所述的富硒納米銀活性炭濾芯，其特征在于熱 熔粉末為聚乙烯。
6、 如權利要求1所述的富硒納米銀活性炭濾芯，其特征在于外 包膜材料為不織布。
7、 一種制備如權利要求1所述的富硒納米銀活性炭濾芯的方法， 其特征在于包括步驟1)椰殼活性炭先經過稀鹽酸酸洗后，再離心去酸，真空烘焙至恒重后冷卻至室溫，植入納米銀，加熱熔粉末攪拌混勻；2) 將緩釋材料粉末與殼聚糖亞硒酸鹽、亞硒酸鈣按10: 3: 7的 重量比混勻，壓制成具孔骨架顆粒，再加熱壓制成管狀內胚，制得中 空的圓柱形富硒顆粒層內胚；3) 將步驟1所得混合物倒入成形模具，在上述富硒顆粒層內胚 外進行二次擠壓成形，成形后以110 13(TC高溫定型0.5 1分鐘；4)在納米銀活性炭濾層的表面包一層外包膜材料，濾芯兩端設置 保護端蓋，即制得富硒納米銀活性炭濾芯產品。
全文摘要
本發明公開了一種富硒納米銀活性炭濾芯，包括外包膜材料、納米銀活性炭濾層、富硒顆粒層和濾芯中心的過水空腔，其特征在于，所述富硒顆粒層由緩釋材料殼聚糖粉末、亞硒酸鹽、亞硒酸鈣組成，三者的重量比為10∶3∶7；所述納米銀活性炭濾層的組成成分的重量百分配比為20～50nm納米銀0.15～3％；熱熔粉末6～8％；椰殼活性炭余量。使用本發明濾芯不僅能濾除水中的有害細菌，而且能有效濾除水中的有機污染物、消毒副產物和重金屬，確保生活飲用水的衛生安全，長期飲用還可預防硒缺乏癥。本發明還提供了一種制備上述富硒納米銀活性炭濾芯的方法。
文檔編號B01D39/20GK101642652SQ200910101808
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月31日 優先權日2009年8月31日
發明者金碧娥 申請人:金碧娥