CN103143329A

CN103143329A - 一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭及其制备方法

Info

Publication number: CN103143329A
Application number: CN2013100978043A
Authority: CN
Inventors: 吴任平; 刘晓芳; 翟学成
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明公开了一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭及其制备方法，采用活性炭粉末、载银抗菌剂与无机胶凝材料为主要原料，经过配料、内核成型、包壳与外壳载银、养护和干燥工艺制备一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭。本发明在活性炭外表包裹上一层薄薄的载银抗菌剂外壳后，解决了活性炭长期使用容易滋生细菌的问题，该产品是一种具有抗菌性的深度净化水和空气的多功能材料，可以广泛地应用于工业及日常生活的诸多领域，既美观又实用，且再生使用方便；同时，本发明的制备方法简单易行，原料易得，无需进行高温处理，能耗低，适合大规模生产。

Description

一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭及其制备方法

技术领域

本发明属于新型功能材料与复合材料领域，具体涉及一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭及其制备方法。

背景技术

活性炭具有良好的吸附性能，在饮用水处理、室内空气净化各方面应用广泛，近年来研究发现，活性炭在应用一段时间后，由于没有及时处理，反而成为细菌的“温床”，造成更大的二次污染。基于此，本课题组在《一种壳层结构无机胶凝活性炭颗粒及其制备方法》（申请号201210047722.3）的基础上发明了一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭材料。解决了活性炭长期使用容易滋生细菌的问题。对水和空气的深度净化抗菌、延长活性炭使用的周期性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭及其制备方法，它在活性炭为主体的内核表面上、均匀地包裹一层掺杂载银抗菌剂的无机胶凝材料的外壳，制成既美观适用，又能深度净化水和空气的多功能材料，可以广泛地应用于工业及日常生活的诸多领域，在水和空气的深度净化抗菌、延长活性炭使用的周期性等方面均可发挥十分重要的作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭的内部是以活性炭为主体的内核，外表包裹一层掺杂载银抗菌剂的无机胶凝材料的壳层。

所述的无机胶凝材料是硅酸盐水泥；所述的壳层的厚度为0.5-1mm；所述的载银抗菌剂具有显著的抗菌性能。

一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭的制备方法，采用活性炭、载银抗菌剂与无机胶凝材料为主要原料，经过配料、内核成型、包壳与外壳载银、蒸养和干燥这些步骤制得所述的抗菌型载银壳层结构球粒活性炭。

所述的制备方法包括以下步骤：

（1）配料：将活性炭与粘结剂按活性炭60-90wt%，普通硅酸盐水泥10-40wt%称取后混合均匀；

（2）内核成型：将步骤1）的混合料加水混匀并搓成直径为1-2cm的小球；

（3）包壳：将步骤2）刚搓好的小球置于可转动的容器内，通过筛子均匀地将加入载银抗菌剂的壳层材料撒落并粘附在滚动着的小球表面上，壳层材料中载银抗菌剂配料量为5-25wt%，占颗粒总量的1-4wt%，小球滚动至表面均匀光滑为止；

（4）蒸养：将包裹好外壳的小球放在195℃蒸压釜养护6h；

（5）干燥：将养护后的样品取出自然通风干燥24h。

为了获得抗菌性能，在壳层材料中加入了载银抗菌剂；为提高其透气性，在无机胶凝材料中掺入PVA。

本发明的效益和优越性在于：

1）活性炭外表包裹上一层薄薄的载银外壳后，解决了活性炭长期使用容易滋生细菌的问题。对水和空气的深度净化抗菌、延长活性炭使用的周期性具有重要意义。

2）在外壳中加入PVA（聚乙烯醇）后，提高材料的透气性，改善了活性炭材料的吸附性能。

3）本发明的产品是一种能深度净化水和空气的多功能材料，可以广泛地应用于工业及日常生活的诸多领域，既美观又实用。

附图说明

图1是利用抑菌圈法测定样品的抗菌性能的示意图，参照菌种为大肠杆菌和八叠球菌。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明内容进行具体说明，但是本发明不仅限于此：

实施例1

利用市售椰子壳活性炭粉末、普通硅酸盐水泥、纳米载银抗菌剂为原料制备载银壳层结构无机胶凝活性炭颗粒，其内核原料配方如下：椰壳活性炭60%，普通硅酸盐水泥40%；包外壳原料配方如下：载银抗菌剂5wt%（约占颗粒总量的1wt%），普通硅酸盐水泥90wt%，造孔剂PVA（聚乙烯醇）粉末5wt%；

制备步骤：

（1）配料：将原料按上述配比称取后混合均匀。

（2）成型：将原料倒入容器中，加适量水，搓成一个个直径约为1cm左右的小圆球，当做内核。

（3）包壳：将壳层材料混匀置于200目筛中，慢慢撒入滚动着的小圆球内核的湿润表面上；直至小球表面均匀光滑为止。

（4）蒸养：将包裹好外壳的小球放在195℃蒸压釜中养护6小时；

（5）干燥：将养护后的样品烘干，即可。

性能测试：

（1）碘吸附值：591.42mg/g

（2）甲醛吸附量：208.52mg/g

（3）苯吸附量：179.71mg/g

（4）抑菌带宽：大肠杆菌2.56mm，八叠球菌4.30mm。

实施例2

利用市售椰子壳活性炭粉末、普通硅酸盐水泥、纳米载银抗菌剂为原料制备载银壳层结构无机胶凝活性炭颗粒，其内核原料配方如下：椰壳活性炭70%，普通硅酸盐水泥30%；包外壳原料配方如下：载银抗菌剂15wt%（约占球粒总量的3wt%），普通硅酸盐水泥85wt%，造孔剂PVA（聚乙烯醇）5wt%；

制备步骤：

（1）配料：将原料按上述配比称取后混合均匀。

（4）养护：将包裹好外壳的小球放在195℃蒸压釜养护6小时；

（5）干燥：将养护后的样品烘干，即可。

性能测试：

（1）碘吸附值：638.56mg/g

（2）甲醛吸附量：216.68 mg/g

（3）苯吸附量：206.46mg/g

（4）抑菌带宽：大肠杆菌4.99mm，八叠球菌5.53mm。

实施例3：

利用市售椰子壳活性炭粉末、普通硅酸盐水泥、纳米载银抗菌剂为原料制备载银壳层结构无机胶凝活性炭颗粒，其内核原料配方如下：椰壳活性炭80%，普通硅酸盐水泥20%；包外壳原料配方如下：载银抗菌剂20wt%（约占球粒总量的4wt%），普通硅酸盐水泥75wt%，造孔剂PVA（聚乙烯醇）5wt%；

制备步骤：

（1）配料：将原料按上述配比称取后混合均匀。

（4）养护：将包裹好外壳的小球放在放在195℃蒸压釜养护6小时；

（5）干燥：将养护后的样品烘干，即可。

性能测试：

（1）碘吸附值：693.44mg/g

（2）甲醛吸附量：250.03mg/g

（3）苯吸附量：231.28mg/g

（4）抑菌带宽：大肠杆菌5.08mm，八叠球菌5.60mm。

对比例1

利用市售椰子壳活性炭粉末、普通硅酸盐水泥、纳米载银抗菌剂为原料制备载银活性炭颗粒，将抗菌剂均匀混入整个球粒当中，不包外壳。配料比例为：活性炭60wt%，普通硅酸盐水泥32wt%, 载银抗菌剂为前两者总量的8wt%。

制备步骤：

（1）配料：将原料按上述配比称取后混合均匀。

（2）成型：将原料倒入容器中，加适量水，搓成一个个直径约为1cm左右的小圆球。不包壳层。

（3）养护：将包裹好外壳的小球放在放在195℃蒸压釜中养护6小时；

（4）干燥：将养护后的样品烘干，即可。

性能测试：

（1）碘吸附值：610.87mg/g

（2）甲醛吸附量：206.28mg/g

（3）苯吸附量：163.57mg/g

（4）抑菌带宽：大肠杆菌1.86mm，八叠球菌3.14mm。

结论：将对比例1与实施例对比可以发现，将载银抗菌剂直接混入球粒中后，抗菌效果很不明显，这或许是活性炭会将抗菌剂中的银离子吸附捕捉后造成的。本发明将抗菌剂包裹在活性炭球粒表面，使抗菌剂不与活性炭接触，极大地提高了抗菌效力，同时还能将病菌与活性炭隔离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种抗菌型载银壳层结构球粒活性炭，其特征在于：颗粒内部是以活性炭为主体的内核，外表包裹一层含有载银抗菌剂的壳层，并采用蒸压养护技术。

2.根据权利要求1所述的抗菌型载银壳层结构球粒活性炭，其特征在于：壳层材料为普通硅酸盐水泥，其中添加了5-25 wt%的载银抗菌剂；壳层的厚度为0.5-1mm。

3.一种制备如权利要求1所述的抗菌型载银壳层结构球粒活性炭的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（4）蒸养：将包裹好外壳的小球放在195℃蒸压釜养护6h；

（5）干燥：将养护后的样品取出干燥。

4.根据权利要求3所述的抗菌型载银壳层结构球粒活性炭的制备方法，其特征在于：为提高其透气性，在壳层中掺入5 wt%的造孔剂聚乙烯醇。