陶瓷濾水器濾芯制品及其制備方法與技術原理

黃克生++黃志發

摘 要：市場上出現的凈水器，大體濾芯采用RO膜、PP棉、陶瓷顆粒等材料做成，少部分人用傳統簡單模式在家進行自行過濾，如沙、石、木炭、燒過的瓦片等。從科學角度來看，傳統的過濾方式不方便人們的生活需求，而市場出現的各式各異的凈水器濾芯，確實存在很多安全隱患。本文制備一種陶瓷濾芯，采用麥飯石、粘土、二氧化硅、氧化鈣為主要原材料磨制成瓷泥，經特制模具或機壓成型，通過1100 ～ 1200℃高溫燒成成為一個堅固、耐用又多孔的陶瓷產品，同時利用現代科技在表層噴上一層納米二氧化鈦銀離子溶液，經400 ～ 500℃烤制而成，成為一種能殺菌的陶瓷濾水器濾芯，經以上工序制成的陶瓷濾芯能有效地過濾污染水中的雜質及有害的重金屬，并能殺菌、容易清潔。本陶瓷濾芯可通過清洗后循環使用，同時本產品還能釋出有益于人體的微量元素，如麥飯石中的元素，都是有益于人體健康的元素，濾出的水無毒害，加上微孔陶瓷能受沖洗壓力，如發現微孔堵塞，可做反沖洗處理，這個產品就能維持較長時間的使用。

關健詞：陶瓷濾水器濾芯；飲用水過濾器

1 前言

隨著社會科技進步，人的生活不斷改善，健康是整個社會的追求。飲用水是人們生活必不可少的元素，也是健康長壽的重要來源。當前，城市化已經成為人們住宿的趨勢，飲用水由政府統一調控，本是一件利民工程，但由于水中存在細菌，必須通過氯氣或漂白粉來殺菌從而達到生活用水要求，而通過殺菌后自來水中仍然存在少量的余氯，特別是住宅區的水管經過若干年的老化，出現重金屬及其他污染物排出，如果長期飲用會影響人們的身體健康。

古老簡陋的過濾方式運用如沙、石、木炭、燒過的瓦片，放于家中的水缸里，利用其自動澄清的原理進行過濾，對當前市面流行的各種凈水器進行解剖，發現其內部過濾大多數用RO膜、PP棉、陶瓷顆粒、木炭顆粒作為過濾內芯，其起到一定的過濾效果。人們用簡便的沙石作為過濾實是有明顯效果，但其速度較慢，殺菌效果差；而市面RO機過濾的原理是通過RO膜過濾成純凈水，沒有人體所需礦物質，對人們的生活健康帶來盲區；PP棉水過濾器其本身質地較軟，初用期肉眼就能看到過濾效果，但一段時間后由于PP棉是一種有機的物質，經過水分解后，在一定的時間后其物理結構將受破壞，造成孔徑增大，影響人們身體健康。

本文介紹了一種陶瓷濾水器濾芯制品及其制備方法，主要利用麥飯石、粘土、二氧化硅、氧化鈣、納米二氧化鈦銀離子溶液為主要原材料，其麥飯石的各種元素（其中包括二氧化硅SiO2、三氧化二鋁Al2O3、三氧化二鐵Fe2O3、氧化鐵FeO、氧化鎂MgO、氧化鈣CaO、氧化鉀K2O、氧化二鈉Na2O、二氧化鈦TiO2、五氧化二磷P2O5、氧化錳MnO等）被科技界廣泛用于環境、醫療、保健、食品、工業、農業水產等行業。

2 陶瓷濾水器濾芯制品的結構

筆者提供一種陶瓷濾水器濾芯制品的制備方法，麥飯石50%、粘土20%、氧化鈣10%、二氧化硅20%，這個配方可做成大小不同的造型濾芯，在其表層噴上一層納米二氧化鈦銀離子溶液，經400 ～ 500℃烤制，成為一種能殺菌的陶瓷濾水器濾芯。產品可廣泛用于日常生活中，如學校、工廠、礦山、部隊，同時也可用于醫療衛生，工業排污，本產品的所有原材料在國內資源豐富，結構原理簡單，制作方便。

3 陶瓷濾水器濾芯制品的制備技術原理

陶瓷濾水器濾芯制品主要采用麥飯石、粘土、氧化鈣、二氧化硅、納米二氧化鈦銀離子溶液構成；麥飯石是一種天然的二氧化硅酸鹽礦物，對生物無毒、無害并具有一定生物活性的復合礦物或藥用巖石。用現代技術測試分析表明，麥飯石含有為人體健康所需多種微量元素，人長期飲用麥飯石礦物水，可以補充人體所需礦物質和多種微量元素，為有機體提供無機營養成分，調節新陳代謝。麥飯石礦物水可供保健理療洗浴，經常洗浴，可起強身健體之效，相當于礦泉水浴。麥飯石具有一定的吸附作用，經多次實驗證明，麥飯石對某些病毒和有害微生物及重金屬元素、有機物質具有一定的凈化能力。在污水處理，飲水凈化與除異味等方面，麥飯石都有效果。粘土是結合劑劑；氧化鈣有強堿和殺菌功能；二氧化硅通常呈晶族或粒狀、塊狀集合體，自身就有空隙，水是無孔不入的物質，這樣出現的微孔是凈水器過濾的理想材料，可增強吸附細菌、重金屬的功能；納米二氧化鈦TiO2以其優異的抗菌性能廣泛應用于生活日用品（墻磚、地板磚、衛浴套），其具有對人體安全無毒、抗菌能力強、抗菌范圍廣、熱穩定性好、高溫下不變色、不分解、不揮發、不變質等特點。而且有很好的成膜性，成膜光滑平整，具有極強的抗污、自清潔作用；銀離子是一種抗菌材料，自身可殺菌650多種，對大腸桿菌更是效果顯著。現代研究指出，銀的化學結構決定了銀具有較高的催化能力，高氧化態銀的還原勢極高，足以使其周圍空間產生原子氧。原子氧具有強氧化性可以滅菌，Ag+可以強烈地吸引細菌體中蛋白酶上的巰基（-SH），迅速與其結合在一起，使蛋白酶喪失活性，導致細菌死亡。當細菌被Ag+殺后，Ag+又由細菌尸體中游離出來，再與其它菌落接觸，周而復始地進行上述過程，可能是銀殺菌持久性的原因。據測定，水中含Ag+為0.01 ppm時，就能完全殺死水中的大桿菌，能保持長達90天內不繁衍出新的菌叢。另外研究還發現銀離子可以通過凝固病毒中的蛋白質分子和束縛其DNA分子上的供電子體導致病毒死亡。

4 陶瓷濾水器濾芯制品的工藝流程

（1） 將麥飯石50%、粘土20%、氧化鈣10%、二氧化硅20%按比例配料，所有材料經破碎后進入雷蒙機或球磨粉碎，然后混合攪拌后經煉泥機煉制，制作成瓷泥；

（2） 制作成型為滾壓或液壓成型；

（3） 將制作為直身、桶形、碗形等成型制品進入窯爐燒制1100 ～ 1200℃；

（4） 將燒制后制品的表面進行磨光處理。

（5） 在其表層噴上一層納米二氧化鈦銀離子溶液，經400 ～ 500℃烤制而成，成為一種能殺菌的陶瓷濾水器濾芯。

5 結論

該陶瓷濾水器濾芯制品有效地解決了傳統簡單的過濾模式，以及填補當前市面使用PP棉、RO膜過濾出現的缺陷和漏洞，同時也為人們飲水健康起到保障。產品過濾出來的水經廣州市疾病預防控制中心檢測（表1），基本達到了聯合國衛生組織提出的好水的三大標準。

（1）沒有污染的水（稱為凈水）：沒有污染的水，即不含有毒、有害、有異味物質的干凈水。

（2）沒有退化的水（稱為活水）：沒有退化的水即生理功能強，呈弱堿性，具有生命活力的水。

（3）符合人體生理需要的水（稱為整水）：符合人體生理需要的水，含有礦物質，即水中含有適量的有益礦物質、氧、二氧化碳等等。endprint