333体育官网app下载发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B01D 29/35公开日:20090909实质审查的生效公开

　　韩 炜; 李永平; 华 伦; 牛晓巍; 周 亮; 齐智国; 张大伟; 汪天书

　　本发明属于野战步兵用水净化领域，涉及一种应用复合纳米净水材料，能够将水中的重金属、有机物、细菌和病毒完全去除的单兵净水器。其是由带有内螺纹的瓶盖(201)、滤芯(202)和带有瓶口(204)的瓶体(203)组成，复合纳米净水材料的形状包括层状圆形、卷曲筒状及片状，按重量计，其主要成分为35～60％氧化—氢氧化铝，15～35％玻璃纤维，15～25％纤维素，其中氧化—氢氧化铝的粒径为20～60纳米，比表面积360～800平方米/克。该单兵净水器对非净水具有去除能力强、除净度高、效率高、寿命长、具有大的饱和度等优点，所应用的复合纳米净水材料可重复利用，再生简单，没有二次污染。

　　1、应用复合纳米净水材料的单兵净水器，由带有内螺纹的瓶盖(201)、滤芯(202)和带有瓶口(204)的瓶体(203)组成，其特征在于：

　　(1)瓶口(204)带有与瓶盖(201)相匹配的外螺纹，瓶盖(201)的中间位置设有瓶盖出水口(302)；

　　(2)滤芯(202)由凹槽结构的上盖(402)、凹槽结构的下底(403)、框架(404)、包覆在框架(404)外面的复合纳米净水材料(408)组成；上盖(402)、下底(403)和框架(404)相互间密封安装或为一体结构，框架(404)上具有规则或不规则的空隙(407)；

　　(3)上盖(402)具有上盖出水口(405)和外沿(406)，当瓶盖(201)旋紧后，上盖出水口(405)与瓶盖出水口(302)紧密连通；外沿(406)的外径与瓶口(204)的外径相同；

　　(4)复合纳米净水材料的形状包括层状圆形、卷曲筒状及片状，按重量计，其主要成分为35～60％氧化-氢氧化铝，15～35％玻璃纤维，15～25％纤维素，其中氧化-氢氧化铝的粒径为20～60纳米，比表面积360～800平方米/克。

　　2、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：瓶盖(201)的外面还设置有与瓶盖(201)软连接的翻盖(303)。

　　3、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：框架(404)的空隙(407)为规则的行、列相间结构，其纵向为4～8列，列间距为5.00mm～20.00mm，列支柱宽度为2.00mm～4.00mm；横向为10～30行，行间距为3.00mm～8.00mm，行架宽度为2.00mm～4.00mm；框架(404)的臂厚为1.50mm～3.00mm。

　　4、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：包裹在框架(404)外面的复合纳米净水材料(408)的厚度为0.50mm～1.50mm。

　　5、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：在复合纳米净水材料(408)的外围用包带(409)将复合纳米净水材料(408)紧密地横向包裹在框架(404)的外面。

　　6、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：包带(409)的宽度为10.00mm～15.00mm，厚度为0.50mm～1.00mm。

　　7、如权利要求5或6所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：包裹在框架(404)上下边缘的复合纳米净水材料(408)和包带(409)嵌入安装到上盖(402)和下底(403)的凹槽内。

　　8、如权利要求7所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：包带(409)的材料为二异氰酸甲苯封端的聚乙二醇涂覆纤维素纤维。

　　9、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：瓶盖(201)、软连接和翻盖(303)的材料均为硬质聚氯乙烯塑料。

　　10、如权利要求1所述的应用复合纳米净水材料的单兵净水器，其特征在于：上盖(402)、下底(403)和框架(404)的材料为硬质聚氯乙烯塑料或不锈钢333体育。

　　本发明属于野战步兵用水净化领域，具体涉及一种应用复合纳米净水材料，能够将水中的重金属、有机物、细菌和病毒完全去除的单兵净水器。

　　水是军事行动中最重要的补给物资之一，如何保证野战333体育、野营部队高质量的生活饮用水供给，已经成为现代战争中我军克敌制胜的后勤保障乃至野战部队生存的关键问题；，但是由于重量限制，随身携带的水量是十分有限的。随着战争的复杂性进一步提高，战士随身携带的物质重量越来越多，在攻打伊拉克的战争中，美英联军的战士平均配重达到了75公斤，携带水的重量必将受到限制。据统计2003年的阿富汗战争中，从美国本土运往阿富汗的战争物资中，最大的重量不是武器弹药，辎重武器而是水。如果我们能就地取水(江河、湖泊、池塘)，一来可以解决战士喝水难的问题，二来可以减轻战士负重，也必将大大减轻后勤补给的负担。但是污染已经成为当今世界一个十分严峻的课题，尤其是地表水污染严重，主要污染物有三大类：重金属、有机物和病毒细菌。尤其是病毒细菌，可以使部队大量减员甚至传播疫情，直接威胁到将士们的健康。

　　现行的水处理技术有很多，主要有：蒸馏技术、“混凝-沉淀-过滤”技术、杀菌消毒技术、碳虑技术，生物处理技术、离子交换技术、膜分离技术以及光化学处理技术等等。这些水处理技术能够使水质净化达到较高的指标，但他们却存在很多缺点：效率低、成本高、再生困难、存在二次污染、所需净水设备多而较重等问题。军事上最常使用的是沉淀剂，由漂白粉加沉淀剂制成，利用次氯酸的氧化性进行消毒，再通过沉淀剂将水中杂质沉淀，但这种方法对某些病毒细菌效果不好，而且研究表明漂白粉消毒会形成有机氯，造成二次污染，对人体有害。

　　本发明的目的是提供一种能够将水中的重金属、有机物、细菌和病毒完全去除的应用复合纳米净水材料的单兵净水器。该单兵净水器具有较高的净水效果，材料成本低、容易脱附和再生、不产生二次污染，设备便于加工、携带、使用寿命长。

　　如图1所示，为本发明所应用的复合纳米净水材料，其形状包括层状圆形、卷曲筒状及片状。按重量计，其主要成分为35～60％氧化-氢氧化铝，15～35％玻璃纤维，15～25％纤维素，其中氧化-氢氧化铝的粒径为20～60纳米，比表面积360～800平方米/克(复合纳米净水材料的制备详见中国专利：ZL7.6“去除病毒和细菌的纳米净水材料、制备方法及应用”)。

　　如图2、图3所示，本发明所述单兵净水器由带有内螺纹的瓶盖201、滤芯202和瓶体203组成，瓶体203的瓶口204带有与瓶盖201相匹配的外螺纹；瓶盖201的中间位置设有瓶盖出水口302，用瓶体203从野外取得可能含有细菌、病毒、有机物或重金属的不可直接饮用的非净水，放入滤芯202，拧紧瓶盖201，双手直接挤压瓶体203，就可以从瓶盖201上的瓶盖出水口302得到达到饮用标准可直接饮用的净水。

　　进一步地，瓶盖201的外面还设置有与瓶盖201软连接的翻盖303，当单兵净水器不使用时，可将瓶盖201和瓶盖出水口302盖紧，从而防止瓶里的水流出，也可防止滤芯污染。瓶盖201、软连接和翻盖303均为硬质聚氯乙烯塑料。

　　如图4所示，为本发明所述滤芯202的结构示意图，其由凹槽结构的上盖402、凹槽结构的下底403、框架404、包覆在框架404外面的复合纳米净水材料408组成；上盖402、下底403和框架404相互间密封安装或为一体结构，框架404上具有规则或不规则的空隙407，瓶体203中的非净水经过复合纳米净水材料408过滤后，再经框架404的空隙进入到上盖402、下底403和框架404构成的与瓶体中非净水隔绝的密封空间内，从而使过滤得到的净水与瓶体203中的非净水分开；

　　上盖402具有上盖出水口405和外沿406，当瓶盖201旋紧后，上盖出水口405与瓶盖出水口302紧密连通；外沿406的外径与瓶口204的外径相同，框架404能够放置在瓶体203的瓶口204上，进而防止滤芯202掉入瓶体203中；在瓶口204上的瓶盖201旋紧后，能够将上盖402固定在瓶口，进而固定滤芯202，从而防止用手挤压瓶体203时造成滤芯202的松动，防止未经过滤芯非净水与经过滤芯过滤后的净水混合，影响净水效果；

　　上盖402、下底403、上盖的外沿406、框架404的材料为硬质聚氯乙烯塑料或不锈钢等。

　　用手挤压瓶体203，瓶体中的水经过包裹在框架404外面的复合纳米净水材料408、经框架404的空隙进入滤芯202内，再经上盖出水口405、瓶盖出水口302后即可饮用。

　　进一步地，上述内容中所述的包裹在框架404外面的复合纳米净水材料408的厚度为0.50mm～1.50mm；在复合纳米净水材料408的外围用宽度为10.00mm～15.00mm的包带409将复合纳米净水材料408紧密地横向包裹在框架404的外面，包带409的材料为对人体无害的亲水性聚合物二异氰酸甲苯封端的聚乙二醇涂覆纤维素纤维，厚度为0.50mm～1.00mm，以防止复合纳米净水材料脱落；包裹在框架404上下边缘的复合纳米净水材料408和包带409嵌入安装到上盖402和下底403的凹槽内，可进一步防止复合纳米净水材料408和包带409的脱落。

　　如图5所示，为本发明滤芯202的框架404，其为圆柱形结构，在其侧面有规则或不规则的空隙407。

　　综上所述，将本发明的单兵净水设备，利用复合纳米材料制做的滤芯，用于处理含细菌、病毒，有机物和重金属的污水中，与现已有的水处理技术相比具有如下的优点：

　　如图1所示，101为层状的纳米净水材料，102为卷曲筒状的纳米净水材料，103为片状的纳米净水材料；

　　如图4所示，402为凹槽结构的上盖、403为凹槽结构的下底、404为框架、405为出水口、406为外沿、407为框架404的空隙、408为复合纳米净水材料、409为包带。

　　b、将制得的片状复合纳米净水材料紧紧的缠绕在滤芯的框架上，再用包带将其包裹固定，纳米材料和包带的厚度为1.00mm；对于分立的上盖、下底和框架，可将上盖、下底与框架利用水性聚氨酯胶粘剂粘合密闭在一起，此时滤芯制作完毕；

　　d、组装：将滤芯插入瓶体中，拧紧上盖201，至此，单兵净水设备制作完成。

　　测试表明，上述结构的单兵净水处理器能够处理280L符合标准的净化水。将复合纳米净水材料再生后，再次组装成净水器，进行实验。得出本发明的净水器利用再生后的复合纳米净水材料依然能够再处理得到280L符合标准的净化水。

　　表1中A为用本发明的单兵净水设备，利用复合纳米材料制做的滤芯，处理含有细菌的污水过程中，细菌总数随时间变化的数据。由于在水的细菌学测定中，直接检查水中各种病原微生物，方法较复杂，有的难度大，而且检查结果为阴性也不能保证绝对安全。所以，在实际工作中经常以检查水的细菌总数来间接判断水的卫生质量(见《水和废水检测分析方法》P575)。我国生活应用水卫生标准(GB5749-85)中规定细菌总数的出水标准为100个/ml。用恒温培养箱(温度37℃，压力1.05kg/cm2)，利用营养琼脂培养基培养细菌，以测定进水和流出液体中所含细菌总数。表中前30min材料的去除效果为100％，35min后材料对水中细菌的去除效率逐渐降低，在590min细菌总数开始超标，而在817min材料对水中细菌的处理能力达到最大饱和。由此可见，本发明利用复合纳米材料对细菌的去除效率高，能力强，具有大的饱和度。

　　表1中B为用本发明的单兵净水设备，利用复合纳米材料制做的滤芯，处理含有有机物的污水过程，COD实验数据。COD即化学需氧量，在环境学测试污水中的有机物时化学需氧量作为有机物相对含量的一个重要指标(见《水和废水监测分析方法》第七章“有机化合物的测定”P354)。我国地面水环境质量标准(GB3838-88)中规定COD的出水标准为15mg/l。本实验是采用测定总有机碳来测量水中的有机物含量。利用TOC分析仪(TOC-VCPH，日本岛津)测定，表中前60min材料去除效率为100％，75min后材料对水中有机物的去除效率逐渐降低，在460minCOD值开始超标，而在804min材料对有机物的处理能力达到最大饱和。由此可见，本发明的纳米净水材料对有机物的去除效率高，处理能力强，具有相当大的饱和度333体育。

　　表1中C为用本发明的单兵净水设备，利用复合纳米材料制做的滤芯，处理含有重金属Cd2+的实验数据。据生活饮用水卫生标准，Cd2+的出水标准为0.01mg/l(见《水和废水监测分析方法》P575)。下表中C为利用原子吸收分光光度计(WXY-9004，沈阳)测定Cd2+的实验数据。而从表中明显看出，本发明的复合纳米净水材料在10s就可以将Cd2+完全除去，在实验前90min去除效率可达到100％，90min后去除效率降低，材料在230min出水中的Cd2+达到标准，而在806min后材料的去除能力达到最大饱和。由表中可以看出，本发明的材料对于重金属(Cd2+)具有去除能力大、效率高的特点，并具有很大的饱和度。

　　表2中A为用本发明的单兵净水设备，利用表1中A使用过的复合纳米材料再生(将使用过的纳米净水材料在高压灭菌器中进行再生)后制做的滤芯，处理含固定细菌个数的的污水过程中，细菌总数随时间变化的数据。测试方法同表1中A的测定，表中前25min细菌的去除效率为100％，25min后对细菌的去除效率逐渐降低，在590min细菌总是开始超标，而在817min材料对水中细菌的处理能力均达最大饱和。由此可见，本发明的纳米净水材料再生简单，可重复使用。

　　表2中B为用本发明的单兵净水设备，利用表1中B使用过的复合纳米材料再生后制做的滤芯，处理含有有机物的污水过程，COD实验数据。本实验是采用测定总有机碳来测量水中的有机物含量。将使用过的纳米净水材料在高压釜中进行再生，然后将其再应用于处理含有有机物的污水。从表中的实验数据来看，其总体效果与再生前几乎没有差别，由此可见，本发明的纳米净水材料再生简单，可重复使用。

　　表2中C为用本发明的单兵净水设备，利用表1中C使用过的复合纳米材料再生后制做的滤芯，处理含有重金属Cd2+的实验数据。将使用过的复合纳米净水材料在高压釜中进行再生，然后将其再应用于处理含有Cd2+的污水。从表中的实验数据来看，其总体效果与再生前几乎没有差别，由此可以看出，材料再生简单、彻底，可重复使用。

　　《应用复合纳米净水材料的单兵净水器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用复合纳米净水材料的单兵净水器.pdf（21页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

　　本发明属于野战步兵用水净化领域，涉及一种应用复合纳米净水材料，能够将水中的重金属、有机物、细菌和病毒完全去除的单兵净水器。其是由带有内螺纹的瓶盖(201)、滤芯(202)和带有瓶口(204)的瓶体(203)组成，复合纳米净水材料的形状包括层状圆形、卷曲筒状及片状，按重量计，其主要成分为3560氧化氢氧化铝，1535玻璃纤维，1525纤维素，其中氧化氢氧化铝的粒径为2060纳米，比表面积360800。