[发明专利]一种基于石墨烯技术的饮用水过滤装置及过滤方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：包括

——第一过滤器，包括第一滤芯和第一滤芯套管，所述第一滤芯设置在第一滤芯套管内，所述第一滤芯套管设有入水口和出水口，所述第一滤芯的过滤材料为单层石墨烯纳米片、三维介孔石墨烯纳米材料、三维大孔石墨烯纳米材料、石墨烯气凝胶、石墨烯纳米纤维或石墨烯有机骨架复合纳米材料中的任意一种；

——第二过滤器，包括第二滤芯和第二滤芯套管，所述第二滤芯设置在第二滤芯套管内，所述第二滤芯套管设有入水口和出水口，其入水口与所述第一滤芯套管的出水口连接，所述第二滤芯的过滤材料由氧化石墨烯-超顺磁性纳米粒子复合材料和石墨烯增强硅藻瓷材料混合而成；

——水龙头，设有入水口和出水口，其入水口与所述第二滤芯套管的出水口连接。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述第二滤芯的过滤材料中，所述氧化石墨烯-超磁顺纳米粒子复合材料的重量百分比为30～70％；所述氧化石墨烯-超磁顺纳米粒子复合材料中的超磁顺纳米粒子为α-Fe₂O₃、Fe₃O₄或纳米氧化钇中的任意一种，其粒径小于10nm；所述石墨烯增强硅藻瓷材料由硅藻土、高岭土、长石、石墨烯、氧化铝、硼玻璃、滑石粉和石英石粉烧制而成。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述第一滤芯的过滤材料由100～325目的再生纤维布或玻璃纤维布包裹，所述第二滤芯的过滤材料由100～325目的再生纤维布或玻璃纤维布包裹。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：还包括六级高分子筛网，分别为第一级高分子筛网、第二级高分子筛网、第三级高分子筛网、第四级高分子筛网、第五级高分子筛网和第六级高分子筛网；所述第一级高分子筛网和第二级高分子筛网层叠设置在第一滤芯套管的入水口，所述第三级高分子筛网设置在第一滤芯套管的出水口，所述第四级高分子筛网设置在第二滤芯套管的入水口，所述第五级高分子筛网设置在第二滤芯套管的出水口，所述第六级高分子筛网设置在水龙头的出水口。

5.根据权利要求4所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述每级高分子筛网的材料为石墨烯/聚偏氟乙烯复合材料、石墨烯/聚四氟乙烯复合材料、石墨烯/聚醚醚酮复合材料中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述第一级高分子筛网的目数为50～100目，所述第二级高分子筛网的目数为120～250目，所述第三级高分子筛网的目数为270～325目，所述第四级高分子筛网的目数为400～600目，所述第五级高分子筛网的目数为600～2000目，所述第六级高分子筛网的目数为2000～8000目。

7.根据权利要求1所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述第二过滤器还包括石墨烯发热膜，所述石墨烯发热膜覆盖所述第二滤芯套管的内壁，并安装有内置电极。

8.根据权利要求7所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述第二过滤器还包括高分子隔热层和防水层，所述高分子隔热层覆盖所述第二滤芯套管的内壁，并位于石墨烯发热膜与第二滤芯套管的内壁之间，所述防水层覆盖在所述石墨烯发热膜之上。

9.根据权利要求8所述的基于石墨烯技术的饮用水过滤装置，其特征在于：所述石墨烯发热膜的材料为氮掺杂石墨烯、氧化锡/石墨烯纳米复合材料、石墨烯-碳纳米管复合材料中的任意一种；所述高分子隔热层的材料为聚对二甲苯、聚芳醚、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚喹啉、聚吡咯、石墨型梯形聚合物、菲绕啉类梯形聚合物中的任意一种；所述防水层的材料为聚氨酯或改性聚氨酯材料。

10.一种基于石墨烯技术的饮用水过滤方法，其特征在于包括以下步骤：使饮用水先后经过第一滤层和第二滤层进行过滤；所述第一滤层的材料为单层石墨烯纳米片、三维介孔石墨烯纳米材料、三维大孔石墨烯纳米材料、石墨烯气凝胶、石墨烯纳米纤维或石墨烯有机骨架复合纳米材料中的任意一种；所述第二滤层的材料由氧化石墨烯-超顺磁性纳米粒子复合材料和石墨烯增强硅藻瓷材料混合而成。