水喉式直饮水处理器的制作方法

本发明涉及净水器领域，尤其涉及水喉式直饮水处理器。

背景技术：

直饮水机，顾名思义，就是对水进行净化，使之可以直接饮用的机器设备。在家庭中通过多级净化，使家庭中的自来水能够达到直饮的效果。其工作原理是对原水施加一定的压力，使水分子和离子状态的矿物质元素通过反渗透膜(反渗透膜上的孔径只有0.0001微米，而细菌，病毒的直径一般有0.02－1微米)，使溶解在水中的有害物质(如重金属、细菌、病毒)等被截留清除，从而达到净化饮用水的目的。现有市面上直饮水处理器其技术原理一般主要通过5层过滤来达到净化水的作用：

第1级：(PP纤维滤芯)有效去除水中大于5微米的肉眼可见杂质，如悬浮物、泥沙、红虫、铁锈等固体沉淀物。

第2级：(颗粒活性碳滤芯)可去除水中有机物、重金属以及异味、异色等，如农药、余氯、三氯甲烷等。

第3级：(精密活性碳滤芯)深度吸附自来水中的异色异味等。

第4级：(RO逆渗透膜)应用膜分离技术将水中所有病毒、细菌、重金属等彻底去除，所产生的水极之纯净。

第5级：(后置抑菌活性碳滤芯)更彻底的吸附水中的异色、异味，调整水质口感，确保水质甘醇甜美，利于人体吸收。

现有技术的直饮水机的主要缺陷在于：

1、净化后的水过于纯净，缺少对人体有益的微量元素，且水不是弱碱性水，长期饮用对人体会造成不良反应；

2、直饮水机首先滤芯不能排污，寿命比较短，一般使用寿命在3个月到1年左右，且滤芯形成污堵；

3、出水量小，一般只适合饮用，不能应用到其它活动中(如洗菜，洗碗，拖地等)；

4、资源浪费比较大，平均出一杯纯水，要产生3杯废水，同时必须用电，耗费资源，并且机器本身的维护成本也比较高，需要额外设置污水管，浪费太严重；

5、安装步骤十分麻烦，一般都是专业人员上门安装调试，且需要布线，对家庭装修等会造成一些影响；且因为管件接头比较多，容易出现渗水等小问题。

6、滤芯需要清洗的时间过于频繁，且拆洗步骤麻烦，使用时十分不便。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水喉式直饮水处理器。本发明净水、抗菌效果好，且净化后的水为弱碱性水，含有微量元素，对人体有益。此外本发明结构简单，拆卸方便。

本发明的具体技术方案为：一种水喉式直饮水处理器，包括壳体、旋转调温盖以及设于所述壳体内的三个滤芯、加热模块、加压水泵、电子控制系统和模式切换模块；所述三个滤芯分别为多元离子抗菌PP纤维滤芯、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯；所述多元离子抗菌PP纤维滤芯、加压水泵、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯依次连通，多元离子抗菌PP纤维滤芯还与抗菌矿化滤芯连通；壳体上还设有原水进口、净水出口、反冲洗入口和反冲洗出口；所述原水进口和反冲洗出口分别与多元离子抗菌PP纤维滤芯连通，所述净水出口和反冲洗入口分别与抗菌矿化滤芯连通；所述加热模块用于加热通过加压水泵的水，所述旋转调温盖盖于壳体顶部；所述切换模块用于切换净水、原水和反冲洗模式；所述电子控制系统分别与旋转调温盖、加热模块、加压水泵以及模式切换模块电路连接并用于控制整个水喉式直饮水处理器的电路工作。

在本发明中，三个滤芯可以为收购产品也可以本发明自制的滤芯。加热模块、模式切换模块、电子控制系统等功能模块均通过现有技术中常规的电路连接得以实现。

本发明安装后，有三种净水、原水、反冲洗三种工作模式。

净水模式：水龙头中的水通过水管按先后顺序分别流经多元离子抗菌PP纤维滤芯、加压水泵、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯进行净化，在多元离子抗菌PP纤维滤芯去除水中杂质(包括微生物、细菌、余氯、漂白粉、有害胶体)并去除水中对人体有害的元素(如铅，汞，铬，砷，镉等重金属元素及抗生素)，在通过RO反渗透膜滤芯将水中所有病毒、细菌、重金属等彻底去除，并使水软化；然后流经抗菌矿化滤芯在水中溶出人体所需的矿物质，如镁、铁、钾、氟、钙等，并将水瞬间负离子化，拥有永久性的微弱电流、释放负离子，并使水成弱碱性。负离子具有很好的还原性与人体内元素结合后能使人身心放松，具有活化细胞、提高自然治愈力等作用，并能抑制身体的氧化或老化；此外，负离子也具有除臭的功效；放射远红外线，改善血液循环。并改善水的口感。此外多元离子抗菌PP纤维滤芯与抗菌矿化滤芯均具备抗菌抑菌的能力，同时由于滤芯的高通量，导致水流量变大，可以用作清洗蔬菜，厨具等；且使滤芯不易被杂质等堵塞，可以有效解决二次污染的问题。且大大增加了滤芯的使用寿命，并且排沸水里也会很大程度上的降低，不造成资源的浪费。水流通过加压水泵时，加热模块可进行加热，在这里用户可以通过用单手指调节旋转调温盖对水温进行控制。

原水模式，水龙头中的水通过水管流经多元离子抗菌PP纤维滤芯和抗菌矿化滤芯，不经过加压水泵和RO反渗透膜滤芯，从净水口流出。

反冲洗模式，水龙头中的水通过水管按先后顺序分别流经抗菌矿化滤芯、RO反渗透膜滤芯、加压水泵和多元离子抗菌PP纤维滤芯，从反冲洗出口流出，可以让滤芯长时间保证自己身的清洁，以减免人力清洗成本。

作为优选，所述壳体上还设有变色温度显示器。变色温度显示器能够数字与颜色显示水温，方便用户更为直观的观察。

作为优选，所述多元离子抗菌PP纤维滤芯、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯包括外滤筒、透水滤管和顶盖；所述透水滤管的顶部固定于所述顶盖底部，顶盖密封设于外滤筒顶部的开口处且透水滤管设于外滤筒内部；外滤筒的底部设有进水管，透水滤管底部设有出水管且所述出水管延伸至外滤筒的底部与下一部件连通；其中多元离子抗菌PP纤维滤芯的进水管分别与原水进口与反冲洗出口连通；抗菌矿化滤芯的出水管分别与净水出口与反冲洗入口连通。

作为优选，所述抗菌矿化滤芯的外滤筒与透水滤芯之间还填充有矿化球。矿化球富含矿物元素，能够使净化后的水中含有微量元素。且矿化球的清洗、更换方便。

作为优选，所述模式切换模块包括模式切换键和若干电磁阀；所述电磁阀安装于相邻滤管或加压水泵之间的管路上；所述模式切换键安装于壳体外壁上。

作为优选，所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤芯，包括以下原料制备而成：抗菌粉体、聚丙烯粉和食用植物油；其中，所述抗菌粉体的质量为所述聚丙烯粉质量的0.5-3％；所述食用植物油的质量为抗菌粉体和聚丙烯粉总质量的0.8-1.2％。

在本发明中，将抗菌粉体与聚丙烯粉和食用植物油进行复合，制得具有抗菌能力的滤芯。该滤芯抗菌效果好，耐水解性、抗氧化性强，耐酸碱，使用寿命长；并且抗菌剂在滤芯材料中的温度依赖性低。

作为优选，所述抗菌粉体的包括以下原料制备而成：氧化锆15-28份、硝酸银5-19份、铜8-18份、锌6-12份、氧化镁20-25份。

目前的高分子材料中所添加的抗菌剂一般为以下三类：季铵盐类抗菌剂、季膦盐类抗菌剂、含有机锡基团的抗菌剂。但是上述三种抗菌剂均存在各自的缺点：

(1)含季铵盐类抗菌剂的高分子材料的抗菌能力受长链烷基的影响较大。是因为其中的R₁链的长短对抗菌能力影响较大，特别是其中的碳原子数量没在10-16之间时，抗菌剂对细菌基本没有杀伤力，所以就必须要将碳原子控制在这之间，抗菌剂才会有效果，但这种技术和这种要求不仅成本高还很难达到。

(2)含有季膦盐类的抗菌剂在离子紧密的情况下抗菌活性差。这种抗菌剂只有在形成自由离子的情况下，抗菌活性才会较为活跃，也就说，只有提高季膦盐单体的含量，才能提高它的抗菌活性。虽然现在的技术可以合成含锍盐基团的聚合物，比小分子抗菌活性要好，但这种抗菌剂的热稳定性较差。而且这种环境下的抗菌剂不仅效果差更重要的是不安全。

(3)含有机锡基团的抗菌剂对于革兰氏阴性细胞的杀灭率较低。造成这种情况出现的原因是因为单体共聚后，由于抗菌基团浓度的下降，抗菌活性也随之下降。这种离子单体共聚是借助催化剂的作用使几种单体分子活化成离子而进行共聚的反应，这是现阶段这种抗菌剂主要的合成方法。因为这种合成方法对金黄色葡萄色球菌有很好的杀灭率，所以克服其对革兰氏阴性细胞的杀灭率低的问题是现在要解决的重点。

本发明的抗菌粉体为微磁电离子抗菌剂，利用离子抗菌原理和微磁电场技术原理，形成了一种新型高效高分子抗菌添加剂。有效地提高了高分子材料的抗菌性能和使用寿命，避免了传统高分子抗菌材料的抗菌性低下、使用寿命低和温度依赖性太强等问题，使一般的磁电高分子材料符合了社会需求。其优点具体为：

(1)微磁电离子抗菌剂通过离子抗菌的方法来提高抗菌能力。针对上述三种抗菌剂出现的问题，多元离子抗菌滤布在磁电的基础上，通过离子抗菌的手段，吸附交换各种离子，稳定了R₁链的长短，将其控制在可控范围内，使抗菌性达到最活跃的状态。而对于离子出现紧密的状态造成抗菌活性差的问题，在离子交换中可以将单个的季膦盐单体含量提高以提高抗菌活性。而离子单体共聚可以使用离子交换法来打破这种局面，并且可以添加各种对人体无害的离子来使抗菌性能提高。

(2)微磁电离子抗菌剂可以有效干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁重要组分为肽聚糖，离子抗菌剂对细胞壁的干扰作用，主要抑制多糖链与四肽交联有连结，从而使细胞壁失去完整性，失去了对渗透压的保护作用，损害菌体而死亡。

微磁电离子抗菌剂可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞生命活动重要的组成部分。因此，如细胞膜受损伤、破坏，将导致细菌死亡。

微磁电离子抗菌剂能够抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成过程变更、停止、使细菌死亡。蛋白质对于细菌来说是物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命，而离子交换法破环了蛋白质的合成过程，使整个过程变更或者停止，这样细菌就停止生长或者死亡。

微磁电离子抗菌剂能够干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制，包括DNA、RNA的合成，以及DNA模板转录mRNA等。

(3)添加有微磁电离子抗菌剂的高分子材料的使用寿命长。高分子材料的使用寿命一般和抗氧化直接相关，抗氧化能力越好，使用寿命就越长；反之则相反。而微磁电离子抗菌剂的抗氧化加强是通过离子抗菌的技术来实现的，加强了耐氧化性，会让其在一定时间内保持其固有的属性，不被氧化，延长其使用寿命。而且离子交换可以加入抗氧化的离子，使材料隔绝氧气，提升材料的抗氧化，增加使用寿命。所以对比于其他的材料，添加有微磁电离子抗菌剂的高分子材料使用寿命会比较长。

本发明通过磁场加强了复合金属离子的电离活性和强度，有效地提高了抗菌灭菌性能，有效地防止细菌的滋生。

作为优选，所述硝酸银的质量为氧化锆质量的1/3-2/3。

作为优选，所述抗菌粉体的粒度为160-240目。

作为优选，所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤芯的制备方法，包括以下步骤：(1)抗菌粉体的制备：称取15-28份氧化锆粉体，溶于180-240份水中配成悬浮液，以180-220r/min的速度搅拌22-32min；另行分别称取5-19份硝酸银、8-18份铜粉，6-12份锌粉和20-25份氧化镁，用55-65份去离子水配成混合溶液，将混合溶液加温至80-90℃，保温30-60min，然后冷却；冷却后，搅拌26-32min，将混合溶液加入到上述的悬浮液中；最后将溶液在280-320℃下烘干，研磨成粒度为160-240目的抗菌粉体。

(2)聚丙烯抗菌颗粒的制备：称取聚丙烯粉，与步骤(1)制得的抗菌粉体按配比混合均匀；再按配比加入食用植物油，然后以80-120r/min的速度搅拌22-32min，最后放入双螺杆成粒机中造粒成型，制得聚丙烯抗菌颗粒。

(3)多元抗菌离子滤芯的制备：将步骤(2)制得的聚丙烯抗菌颗粒制备成熔喷滤芯或绕线滤芯。

上述原料份数均为重量份。

其中，经过步骤(1)的特定方法制得的抗菌粉体，其在高分子材料中的抗菌性、分散性好，特别适合用于与后续的聚丙烯粉、食用植物油复合。在步骤(1)中，各金属元素的配比对抗菌份的抗菌性以及其他性能具有较大影响，需要严格控制。

作为优选，所述聚丙烯粉的粒径为0.25-5微米。

作为优选，步骤(1)中，混合溶液以4-6mL/min的速率滴加到所述悬浮液中。

在步骤(2)中，以聚丙烯粉为基体进行复合，食用植物油起到润滑、粘合的作用。

作为优选，所述熔喷滤芯的制备方法为：

将聚丙烯抗菌颗粒放入螺杆挤压机切片，接着在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气，然后在140-185℃下进行熔融，将熔融后的熔体用细孔烧结金属过滤，滤去杂质，并输送到计量泵，然后计量泵增加2.5-3.5Pa压力，加温至210-310℃，再将熔体准确计量后依靠牵伸气流送至熔喷模头，然后熔体细流从模头喷丝孔喷出直径为5-500微米的纤维丝；纤维丝依靠牵伸气流热量及本身的余热在在成网装置上互相粘合缠结，形成连续纤网，将纤网用卷绕机以80-240m/min的速度卷绕成厚度为4-6cm的管状，最后将管状滤芯分切成段，制得熔喷滤芯。

上述方法制得的PP纤维熔喷滤芯：具有孔径均匀，外疏内密的深层过滤结构，并具有过滤效率高，耐酸碱的优良特性。能有效地去除液体中的悬浮物、微粒、铁锈等杂质。

作为优选，所述绕线滤芯的制备方法为：

将聚丙烯抗菌颗粒放入螺杆挤压机切片，接着在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气，然后在140-185℃下进行熔融，再将熔融后的熔体用细孔烧结金属过滤，滤去杂质，并输送到计量泵，然后计量泵增加2.5-3.5Pa压力，加温至210-310℃，再将熔体准确计量后依靠牵伸气流送至熔喷模头，然后熔体细流从模头喷丝孔喷出直径为5-500微米的纤维丝；与此同时，上述纤维丝被牵伸气流拉伸为长度40-75mm的短纤维；将短纤维放入开松机开松，去除短纤维中的杂质，将开松后的短纤维放入盖板式梳棉机，进一步去除杂质和不可纺织的短纤维并抽长拉细条子，纤维伸直、去弯钩；再放入并条机让5-8根条子混合，改善均匀度，然后卷绕成线；将绕线放入缠绕机以60-300m/min的速度均匀地缠绕在聚丙烯骨架上，制得绕线滤芯。

上述方法制得的PP纤维绕线滤芯：是一种深层过滤芯，用于低粘度、低杂质量的过滤，具有外疏内密的蜂窝状结构，能有效地去除流体中的悬浮物、微粒、铁锈等杂物,具有十分优良的过滤特性。

作为优选，所述细孔烧结金属的孔径为0.01-0.1mm。

作为优选，所述抗菌矿化滤芯的透水滤芯由多元离子抗菌矿岩滤料和多元水合还原抗菌材料制备而成。

作为优选，所述多元离子抗菌矿岩滤料的制备方法如下：

a)各称取10份AgNO₃、Cu(NO₃)₂，加入到50-65份去离子水中，以80-220r/min搅拌22-35min，调节pH至4.3-5.6，制得酸性液体。

b)称取200-300份火山岩，清水冲洗3-5次后分别放入容器中，加入400-500份去离子水浸泡72h；称取200-300份麦饭石，清水冲洗3-5次后放入另一容器中，加入600-720份去离子水浸泡48h；浸泡后自然风干，浸入到步骤a)得到的酸性液体内，20r/min搅拌60min；取出后放入活化炉升温进行活化，得到活化后的火山岩与麦饭石。

c)称取22-28份Zn粉，加入180-240份去离子水配成悬浮液，180-220r/min搅拌22-32min后，将步骤b)得到的活化后的火山岩与麦饭石加入到悬浮液中，在磁场条件下浸泡10-20min，加温至80-90℃，取出冷却后用去离子水冲洗，再放入200-300份去离子水中，加温至80-90℃，保温2-3min后降温至60-70℃，取出用60-70℃热水清洗3-5次再用蒸馏水清洗3-5次，风干后用烘箱烘干；然后将火山岩与麦饭石按质量比1：1研磨至400目-600目，加入200目活性碳粉50-100份，混合均匀后放入步骤a)得到的酸性液体，加温至50-80℃，再以120r/min的速度搅拌30分钟，烘干得到混合粉料。

d)使用离心造粒机将步骤c)得到的混合粉料制成1-5mm的球形颗粒，自然凉晒干燥；再放置于炉内，把炉的温度升至500-800℃，保温10分钟，继续升温至850-900℃，保温30分钟，自然冷却后出炉，得到多元离子抗菌矿岩滤料。

在本技术方案中，本发明的多元离子抗菌矿岩滤料利用离子抗菌原理和微磁电场技术原理，形成了一种新型高效抗菌添加材料。有效地提高了抗菌性能和使用寿命，避免了传统抗菌材料的抗菌性低下、使用寿命低和温度依赖性太强等问题。其优点具体为：

(1)多元离子抗菌矿岩滤料通过离子抗菌的方法来提高抗菌能力。通过离子抗菌的手段，吸附交换各种离子，使抗菌性达到最活跃的状态。添加各种对人体无害的离子来使抗菌性能提高。

(2)多元离子抗菌矿岩滤料可以有效干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁重要组分为肽聚糖，离子抗菌剂对细胞壁的干扰作用，主要抑制多糖链与四肽交联有连结，从而使细胞壁失去完整性，失去了对渗透压的保护作用，损害菌体而死亡。

多元离子抗菌矿岩滤料可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞生命活动重要的组成部分。因此，如细胞膜受损伤、破坏，将导致细菌死亡。

多元离子抗菌矿岩滤料能够抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成过程变更、停止、使细菌死亡。蛋白质对于细菌来说是物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命，而离子交换法破环了蛋白质的合成过程，使整个过程变更或者停止，这样细菌就停止生长或者死亡。

(3)添加有多元离子抗菌矿岩滤料的使用寿命长。抗菌剂的使用寿命一般和抗氧化直接相关，抗氧化能力越好，使用寿命就越长；反之则相反。而多元离子抗菌矿岩滤料的抗氧化加强是通过离子抗菌的技术来实现的，加强了耐氧化性，会让其在一定时间内保持其固有的属性，不被氧化，延长其使用寿命。而且离子交换可以加入抗氧化的离子，使材料隔绝氧气，提升材料的抗氧化，增加使用寿命。所以对比于其他的材料，添加有多元离子抗菌矿岩滤料的材料使用寿命会比较长。

本发明通过磁场加强了复合金属离子的电离活性和强度，有效地提高了抗菌灭菌性能，有效地防止细菌的滋生。

在制备过程中，a)的酸性液体主要是为了清洗火山岩与麦饭石微孔中的无机杂质，增加孔隙率，使其pH值达到一定的范围内；

酸洗的化学反应：Zn+Cu(NO₃)₂＝Zn(NO₃)₂+Cu，Zn+2AgNO₃＝＝Zn(NO3)₂+2Ag，

2Zn(NO₃)₂＝2ZnO+4NO₂↑+O₂↑(分解)；

活化的作用：在高温下C与氧气发生氧化还原进行活化，通过C的气体反应(烧失)达到碳粒中造碳的目的。其主要化学反应工如下：(氧气充足时)：C+O₂＝CO₂，若氧气不足：2C+O₂＝2CO，C+CO₂＝2CO。制成多元离子抗菌矿岩滤料，对水中的重金属离子Pb、Hg、Cr、Cd、As的吸附率达96％以上，对大肠杆菌的吸附率达95％以上。将滤料浸泡水中，水将矿化，其中的矿物质和微量元素都是人体所必需的，而且还能双向调节水中的pH值的作用。

作为优选，步骤c)中磁感应强度0.05-1.2T。

作为优选，步骤b)活化的温度为800-900℃。

作为优选，步骤c)中烘箱的温度为200-300℃。

作为优选，火山岩的粒径为2-3mm，麦饭石的粒径为3-4mm。

作为优选，所述多元水合还原抗菌材料的制备方法如下：

(1)分别配制浓度为140-160g/L的硝酸银溶液、硝酸锌溶液和硫酸钠溶液；将三种溶液在避光容器中混合，搅拌均匀后得到溶液A。

(2)分别用稀盐酸溶解镁和锌，得到含有氢气的氯化镁溶液和含有氢气的氯化锌溶液，将氯化镁溶液和氯化锌溶液混合均匀，得到溶液B。反应方程分别为：

Mg+2HCl＝MgCl₂+H₂↑

Zn+2HCl＝＝＝ZnCl₂+H2↑

(3)将铜、28-32wt％的过氧化氢溶液、30-35wt％的硫酸溶液按质量比1:2.5-3.5:0.4-0.6混合反应，得到溶液C。

针对于金属铜的溶解，则要采用对环境无污染的过氧化氢溶液，因为铜位于氢之后，也就是说在过氧化氢溶液中铜不能反应。但可以用氧化还原法。这个方法的原理是：在酸性溶液中加入氧化剂，氧化剂在酸性条件下能够把铜氧化生成铜离子，从而将金属铜溶解得到溶液C。反应方程为：

Cu+H₂SO₄+H₂O₂＝CuSO₄+2H₂O

(4)将溶液A、溶液B、溶液C混合，得到混合溶液D，在80-140℃下保温搅拌4-6min，然后降温至20-35℃，向混合溶液D中添加其1.5-2.5倍质量的沸石，加热至120-140℃，充分进行离子交换和吸附后，烘干，得到多元水合还原抗菌材料。

沸石具有防爆沸的效果，在材料的添加初始时期添加，可以防止一些易溶解原料在一定熔点和沸点时的产生爆沸。但是需要注意的是，必须在降温后再添加沸石，若是在实验过程中加入，如不控制温度，可能会立即出现爆沸的现象，所以为了保证实验的安全性，要控制实验的温度，在常温状态下添加。其次，沸石作为抗菌剂的载体，是用于吸附的作用，能够将溶液中的各种金属以及少量的氢气等物质进行吸附。

本发明的通过离子的作用来达到抗菌的效果，在常温下抗菌性能比一般的抗菌剂要好。这种材料内部能够形成原电池效应，之所以会形成这种效应的原因是该材料内部含有的几种金属离子，这几种金属之间的价格差导致它们之间形成了电位差，形成原电池效应，从而提高了抗菌的活性。同时，本发明的多元水合还原抗菌材料由于含有氢气，其具有强还原性，能够起到抗氧化作用，对人体有益。

用氢来做抗氧化剂的原因为：首先，氢本身结构简单，与自由基反应的产物也简单。例如，人喝水后，与羟自由基反应生成水，多余的氢可通过呼吸排出体外，不会有任何残留，对身体无毒副作用。其次，氢的分子量低，用作滤芯时，水中会含有氢分子，这时氢分子可以通过血脑屏障，也可自由扩散到细胞的任何位置，甚至是细胞核和线粒体。最后，氢的制备容易，价格低廉。因此，作为一种有选择性、无毒、无残留、价格便宜的抗氧化物质，氢气具有良好的应用前景，特别是由于氢气本身极大的生物安全性，在现阶段是最好的一种。

作为优选，步骤(1)中，所述硝酸银溶液、硝酸锌溶液和硫酸钠溶液按质量比0.8-1.2:0.8-1.2:0.8-1.2混合。

作为优选，步骤(2)中，用浓度为23-25％的稀盐酸溶液溶解其0.4-0.5倍质量的镁，用浓度为25-27％的稀盐酸溶液溶解其0.4-0.5倍质量的锌；所述氯化镁溶液和氯化锌溶液按质量比0.8-1.2:0.8-1.2混合。

作为优选，步骤(4)中，溶液A、溶液B、溶液C按质量比1.5-2.5:1.5-2.5:1混合。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：

1、本发明净水、抗菌效果好，且净化后的水为弱碱性水，含有微量元素，对人体有益。

2、本发明结构简单，拆卸方便。

3、本发明的滤芯水通量大，抗菌效果好，受用寿命长。

附图说明

图1为本发明的净水模式下的水流示意图；

图2为本发明的原水模式下的水流示意图；

图3为本发明的反冲洗模式下的水流示意图；

图4为本发明的一种俯视图；

图5为图4中A-A截面剖视图；

图6为图5的左视图；

图7为本发明多元离子抗菌PP纤维滤芯和RO反渗透膜滤芯的结构示意图。

图8为本发明抗菌矿化滤芯的结构示意图。

附图标记为：壳体1、旋转调温盖2、加热模块3、加压水泵4、电子控制系统5、多元离子抗菌PP纤维滤芯6、RO反渗透膜滤芯7、抗菌矿化滤芯8、原水进口9、净水出口10、反冲洗入口11、反冲洗出口12、变色温度显示器13、外滤筒14、透水滤管15、顶盖16、进水管17、出水管18、矿化球19、模式切换键20、电磁阀21。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1-6所示，一种水喉式直饮水处理器，包括壳体1、旋转调温盖2以及设于所述壳体内的三个滤芯、加热模块3、加压水泵4、电子控制系统5和模式切换模块。

所述三个滤芯分别为多元离子抗菌PP纤维滤芯6、RO反渗透膜滤芯7和抗菌矿化滤芯8。所述多元离子抗菌PP纤维滤芯、加压水泵、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯依次连通，多元离子抗菌PP纤维滤芯还与抗菌矿化滤芯连通。壳体上还设有原水进口9、净水出口10、反冲洗入口11和反冲洗出口12。所述原水进口和反冲洗出口分别与多元离子抗菌PP纤维滤芯连通，所述净水出口和反冲洗入口分别与抗菌矿化滤芯连通。

加热模块、加压水泵和电子控制系统安装于壳体内呈上下位置关系。所述加热模块用于加热通过加压水泵的水，所述旋转调温盖盖于壳体顶部；所述切换模块用于切换净水、原水和反冲洗模式。模式切换模块包括模式切换键20和若干电磁阀21。所述电磁阀安装于相邻滤管或加压水泵之间的管路上；所述模式切换键安装于壳体外壁上。所述壳体上还设有变色温度显示器13。所述电子控制系统分别与旋转调温盖、变色温度显示器、加热模块、加压水泵以及模式切换模块电路连接并用于控制整个水喉式直饮水处理器的电路工作。

此外，如图7所示，所述多元离子抗菌PP纤维滤芯、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯包括外滤筒14、透水滤管15和顶盖16。所述透水滤管的顶部固定于所述顶盖底部，顶盖密封设于外滤筒顶部的开口处且透水滤管设于外滤筒内部；外滤筒的底部设有进水管17，透水滤管底部设有出水管18且所述出水管延伸至外滤筒的底部与下一部件连通；其中多元离子抗菌PP纤维滤芯的进水管分别与原水进口与反冲洗出口连通；抗菌矿化滤芯的出水管分别与净水出口与反冲洗入口连通。

如图8所示，所述抗菌矿化滤芯的外滤筒与透水滤芯之间还填充有矿化球19。

所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤管包括以下原料制备而成：抗菌粉体、聚丙烯粉和食用植物油；其中，所述抗菌粉体的质量为所述聚丙烯粉质量的1.8％；所述食用植物油的质量为抗菌粉体和聚丙烯粉总质量的1％。

本发明安装后，有三种净水、原水、反冲洗三种工作模式。

如图1所示，净水模式：水龙头中的水通过水管按先后顺序分别流经多元离子抗菌PP纤维滤芯、加压水泵、RO反渗透膜滤芯和抗菌矿化滤芯进行净化，在多元离子抗菌PP纤维滤芯去除水中杂质(包括微生物、细菌、余氯、漂白粉、有害胶体)并去除水中对人体有害的元素(如铅，汞，铬，砷，镉等重金属元素及抗生素)，在通过RO反渗透膜滤芯将水中所有病毒、细菌、重金属等彻底去除，并使水软化；然后流经抗菌矿化滤芯在水中溶出人体所需的矿物质，如镁、铁、钾、氟、钙等，并将水瞬间负离子化，拥有永久性的微弱电流、释放负离子，并使水成弱碱性。负离子具有很好的还原性与人体内元素结合后能使人身心放松，具有活化细胞、提高自然治愈力等作用，并能抑制身体的氧化或老化；此外，负离子也具有除臭的功效；放射远红外线，改善血液循环。并改善水的口感。此外多元离子抗菌PP纤维滤芯与抗菌矿化滤芯均具备抗菌抑菌的能力，同时由于滤芯的高通量，导致水流量变大，可以用作清洗蔬菜，厨具等；且使滤芯不易被杂质等堵塞，可以有效解决二次污染的问题。且大大增加了滤芯的使用寿命，并且排沸水里也会很大程度上的降低，不造成资源的浪费。水流通过加压水泵时，加热模块可进行加热，在这里用户可以通过用单手指调节旋转调温盖对水温进行控制。

如图2所示，原水模式，水龙头中的水通过水管流经多元离子抗菌PP纤维滤芯和抗菌矿化滤芯，不经过加压水泵和RO反渗透膜滤芯，从净水口流出。

如图3所示，反冲洗模式，水龙头中的水通过水管按先后顺序分别流经抗菌矿化滤芯、RO反渗透膜滤芯、加压水泵和多元离子抗菌PP纤维滤芯，从反冲洗出口流出，可以让滤芯长时间保证自己身的清洁，以减免人力清洗成本。

其中，所述抗菌粉体的包括以下原料制备而成：氧化锆21g、硝酸银10.5g、铜13g、锌9g、氧化镁23g。

所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤管的制备方法，包括以下步骤：

(1)抗菌粉体的制备：称取21g氧化锆粉体，溶于210g水中配成悬浮液，以200r/min的速度搅拌27min；另行分别称取10.5g硝酸银、13g铜粉，9g锌粉和23g氧化镁，用去离子水配成60mL混合溶液，将混合溶液加温至85℃，保温45min，然后冷却；冷却后，搅拌29min，将混合溶液以5mL/min的速率滴加到上述的悬浮液中；最后将溶液在300℃下烘干，研磨成粒度为200目的抗菌粉体。

(2)聚丙烯抗菌颗粒的制备：称取粒径为0.25-5微米的聚丙烯粉，与步骤(1)制得的抗菌粉体按配比混合均匀；再按配比加入食用植物油，然后以100r/min的速度搅拌27min，最后放入双螺杆成粒机中造粒成型，制得聚丙烯抗菌颗粒。

(3)多元抗菌离子滤芯的制备：将聚丙烯抗菌颗粒放入螺杆挤压机切片，接着在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气，然后在165℃下进行熔融，将熔融后的熔体用孔径为0.01-0.1mm的细孔烧结金属过滤，滤去杂质，并输送到计量泵，然后计量泵增加3Pa压力，加温至260℃，再将熔体准确计量后依靠牵伸气流送至熔喷模头，然后熔体细流从模头喷丝孔喷出直径为250微米左右的纤维丝；纤维丝依靠牵伸气流热量及本身的余热在在成网装置上互相粘合缠结，形成连续纤网，将纤网用卷绕机以160m/min的速度卷绕成厚度为5cm的管状，最后将管状滤芯分切成段，制得熔喷滤芯。

所述抗菌矿化滤芯的透水滤芯由多元离子抗菌矿岩滤料和多元水合还原抗菌材料制备而成。

所述的多元水合还原抗菌材料的制备方法如下：

(1)分别配制浓度为150g/L的硝酸银溶液、硝酸锌溶液和硫酸钠溶液；将三种溶液按质量比1:1:1在避光容器中混合，搅拌均匀后得到溶液A。

(2)用浓度为24％的稀盐酸溶液溶解其0.45倍质量的镁，用浓度为26％的稀盐酸溶液溶解其0.45倍质量的锌，得到含有氢气的氯化镁溶液和含有氢气的氯化锌溶液，将氯化镁溶液和氯化锌溶液按质量比1:1混合均匀，得到溶液B。

(3)将铜、30wt％的过氧化氢溶液、33wt％的硫酸溶液按质量比1:3:0.5混合反应，得到溶液C。

(4)将溶液A、溶液B、溶液C按质量比2:2:1混合，得到混合溶液D，在110℃下保温搅拌5min，然后降温至28℃，向混合溶液D中添加其2倍质量的沸石，加热至130℃，充分进行离子交换和吸附后，烘干，得到多元水合还原抗菌材料。

所述的多元离子抗菌矿岩滤料的制备方法如下：

a)各称取10份AgNO₃、Cu(NO₃)₂，加入到50份去离子水中，以80r/min搅拌22min，调节pH至4.3，制得酸性液体；

b)称取200份火山岩，清水冲洗3次后分别放入容器中，加入400份去离子水浸泡72h；称取200份麦饭石，清水冲洗3次后放入另一容器中，加入600份去离子水浸泡48h；浸泡后自然风干，浸入到步骤a)得到的酸性液体内，20r/min搅拌60min；取出后放入活化炉升温至800℃进行活化，得到活化后的火山岩与麦饭石；

c)称取22份Zn粉，加入180份去离子水配成悬浮液，180r/min搅拌22min后，将步骤b)得到的活化后的火山岩与麦饭石加入到悬浮液中，在磁场条件下浸泡10min，加温至80℃，磁感应强度0.05T；取出冷却后用去离子水冲洗，再放入200份去离子水中，加温至80℃，保温2min后降温至60℃，取出用60℃热水清洗3次再用蒸馏水清洗3次，风干后用烘箱烘干，温度为200℃；然后将火山岩与麦饭石按质量比1：1研磨至400目，加入200目活性碳粉50份，混合均匀后放入步骤a)得到的酸性液体，加温至50℃，再以120r/min的速度搅拌30分钟，烘干得到混合粉料；

d)使用离心造粒机将步骤c)得到的混合粉料制成1-5mm的球形颗粒，自然凉晒干燥；再放置于炉内，把炉的温度升至500℃，保温10分钟，继续升温至850℃，保温30分钟，自然冷却后出炉，得到多元离子抗菌矿岩滤料。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤芯，包括以下原料制备而成：抗菌粉体、聚丙烯粉和食用植物油；其中，所述抗菌粉体的质量为所述聚丙烯粉质量的1.5％；所述食用植物油的质量为抗菌粉体和聚丙烯粉总质量的1％。

其中，所述抗菌粉体的包括以下原料制备而成：氧化锆28g、硝酸银19g、铜18g、锌12g、氧化镁25g。

所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)抗菌粉体的制备：称取28g氧化锆粉体，溶于240g水中配成悬浮液，以220r/min的速度搅拌32min；另行分别称取19g硝酸银、18g铜粉，12g锌粉和25g氧化镁，用去离子水配成65mL的混合溶液，将混合溶液加温至90℃，保温30min，然后冷却；冷却后，搅拌32min，将混合溶液以6mL/min的速率滴加到上述的悬浮液中；最后将溶液在320℃下烘干，研磨成粒度为240目的抗菌粉体。

(2)聚丙烯抗菌颗粒的制备：称取粒径为0.25-5微米的聚丙烯粉，与步骤(1)制得的抗菌粉体按配比混合均匀；再按配比加入食用植物油，然后以120r/min的速度搅拌32min，最后放入双螺杆成粒机中造粒成型，制得聚丙烯抗菌颗粒。

(3)多元抗菌离子滤芯的制备：将聚丙烯抗菌颗粒放入螺杆挤压机切片，接着在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气，然后在185℃下进行熔融，再将熔融后的熔体用孔径为0.01-0.1mm的细孔烧结金属过滤，滤去杂质，并输送到计量泵，然后计量泵增加3.5Pa压力，加温至310℃，再将熔体准确计量后依靠牵伸气流送至熔喷模头，然后熔体细流从模头喷丝孔喷出直径为500微米左右的纤维丝；与此同时，上述纤维丝被牵伸气流拉伸为长度40-75mm的短纤维；将短纤维放入开松机开松，去除短纤维中的杂质，将开松后的短纤维放入盖板式梳棉机，进一步去除杂质和不可纺织的短纤维并抽长拉细条子，纤维伸直、去弯钩；再放入并条机让5-8根条子混合，改善均匀度，然后卷绕成线；将绕线放入缠绕机以180m/min的速度均匀地缠绕在聚丙烯骨架上，制得绕线滤芯。

所述抗菌矿化滤芯的透水滤芯由多元离子抗菌矿岩滤料和多元水合还原抗菌材料制备而成。

所述的多元水合还原抗菌材料的制备方法如下：

(1)分别配制浓度为140g/L的硝酸银溶液、硝酸锌溶液和硫酸钠溶液；将三种溶液按质量比0.8:1.2:1.2在避光容器中混合，搅拌均匀后得到溶液A。

(2)用浓度为23％的稀盐酸溶液溶解其0.4倍质量的镁，用浓度为25％的稀盐酸溶液溶解其0.4倍质量的锌，得到含有氢气的氯化镁溶液和含有氢气的氯化锌溶液，将氯化镁溶液和氯化锌溶液按质量比0.8:1.2混合均匀，得到溶液B。

(3)将铜、28wt％的过氧化氢溶液、30wt％的硫酸溶液按质量比1:3.5:0.6混合反应，得到溶液C。

(4)将溶液A、溶液B、溶液C按质量比1.5:1.5:1混合，得到混合溶液D，在80℃下保温搅拌6min，然后降温至20℃，向混合溶液D中添加其1.5倍质量的沸石，加热至120℃，充分进行离子交换和吸附后，烘干，得到多元水合还原抗菌材料。

所述的多元离子抗菌矿岩滤料的制备方法如下：

a)各称取10份AgNO₃、Cu(NO₃)₂，加入到55份去离子水中，以120r/min搅拌30min，调节pH至4.7，制得酸性液体；

b)称取260份火山岩，清水冲洗4次后分别放入容器中，加入450份去离子水浸泡72h；称取260份麦饭石，清水冲洗4次后放入另一容器中，加入680份去离子水浸泡48h；浸泡后自然风干，浸入到步骤a)得到的酸性液体内，20r/min搅拌60min；取出后放入活化炉升温至880℃进行活化，得到活化后的火山岩与麦饭石；

c)称取25份Zn粉，加入220份去离子水配成悬浮液，200r/min搅拌30min后，将步骤b)得到的活化后的火山岩与麦饭石加入到悬浮液中，在磁场条件下浸泡15min，加温至85℃，磁感应强度0.8T；取出冷却后用去离子水冲洗，再放入260份去离子水中，加温至88℃，保温3min后降温至65℃，取出用65℃热水清洗4次再用蒸馏水清洗4次，风干后用烘箱烘干，温度为220℃；然后将火山岩与麦饭石按质量比1：1研磨至500目，加入200目活性碳粉80份，混合均匀后放入步骤a)得到的酸性液体，加温至65℃，再以120r/min的速度搅拌30分钟，烘干得到混合粉料；

d)使用离心造粒机将步骤c)得到的混合粉料制成1-5mm的球形颗粒，自然凉晒干燥；再放置于炉内，把炉的温度升至600℃，保温10分钟，继续升温至880℃，保温30分钟，自然冷却后出炉，得到多元离子抗菌矿岩滤料。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：

所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤芯，包括以下原料制备而成：抗菌粉体、聚丙烯粉和食用植物油；其中，所述抗菌粉体的质量为所述聚丙烯粉质量的3％；所述食用植物油的质量为抗菌粉体和聚丙烯粉总质量的1.2％。

其中，所述抗菌粉体的包括以下原料制备而成：氧化锆21g、硝酸银14g、铜10g、锌8g、氧化镁20g。

所述多元离子抗菌PP纤维滤芯的透水滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)抗菌粉体的制备：称取21g氧化锆粉体，溶于220g水中配成悬浮液，以200r/min的速度搅拌25min；另行分别称取14g硝酸银、10g铜粉，8g锌粉和20g氧化镁，用去离子水配成60mL的混合溶液，将混合溶液加温至90℃，保温50min，然后冷却；冷却后，搅拌30min，将混合溶液以5mL/min的速率滴加到上述的悬浮液中；最后将溶液在300℃下烘干，研磨成粒度为200目的抗菌粉体。

(2)聚丙烯抗菌颗粒的制备：称取粒径为0.25-5微米的聚丙烯粉，与步骤(1)制得的抗菌粉体按配比混合均匀；再按配比加入食用植物油，然后以100r/min的速度搅拌25min，最后放入双螺杆成粒机中造粒成型，制得聚丙烯抗菌颗粒。

(3)多元抗菌离子滤芯的制备：将聚丙烯抗菌颗粒放入螺杆挤压机切片，接着在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气，然后在180℃下进行熔融，再将熔融后的熔体用孔径为0.01-0.1mm的细孔烧结金属过滤，滤去杂质，并输送到计量泵，然后计量泵增加3Pa压力，加温至250℃，再将熔体准确计量后依靠牵伸气流送至熔喷模头，然后熔体细流从模头喷丝孔喷出直径为300微米左右的纤维丝；与此同时，上述纤维丝被牵伸气流拉伸为长度40-75mm的短纤维；将短纤维放入开松机开松，去除短纤维中的杂质，将开松后的短纤维放入盖板式梳棉机，进一步去除杂质和不可纺织的短纤维并抽长拉细条子，纤维伸直、去弯钩；再放入并条机让5-8根条子混合，改善均匀度，然后卷绕成线；将绕线放入缠绕机以300m/min的速度均匀地缠绕在聚丙烯骨架上，制得绕线滤芯。

用本发明的水喉式直饮水处理器对自来水进行过滤后，检测净化前后水质指标，具体结果如下：

净化前原水：

净化后的水质：

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。