CN103623780B - 一种净化吸附灭菌材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸附灭菌材料，具体的来说，本发明公开了一种空气净化用吸附材料，包括以下几种成分：氧化锌、蒙脱石、活性炭。本发明的空气净化材料，将蒙脱石、氧化锌、活性炭混合得到的组合物具有极大的孔隙率，且三种成分对于有毒有害物质的吸附性能各有针对性，利用其各自的选择吸附特性，相互增强吸附效果，让有毒有害物质无处可藏。最重要的是蒙脱石、氧化锌、活性炭混合后，堆积密度下降了，单体体积的吸附材料的质量更轻，大大减少了空气净化器的重量，使空气净化器的使用变得更加方便。活性炭、蒙脱石、氧化锌比表面积大，对有害气体、细菌、霉菌的吸附性好，杀菌除霉解毒效果佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附灭菌材料，特别涉及一种空气净化、药用、装饰用的吸附材料。
背景技术
近年来城市化越来越普遍，城镇人口的百分比例逐年升高，城市大气污染也越来越严重，生活油烟、蒸汽、汽车尾气、工业废气、建筑灰尘、共同作用形成空气中的悬浮物，导致PM2.5浓度持续升高。PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称为可吸入性颗粒物，对空气质量的重要的影响。PM2.5作为病毒和细菌的载体，将病毒和细菌带入肺中，为呼吸道传染病的传播推波助澜，严重的危害人体健康。附着到皮肤使皮肤产生各种产生皮肤病，国家对大气环境和空气质量相当重视，人们自身迫切渴求洁净空气，目前空气净化器的市场空前广阔，市场上的空气净化器种类繁多，净化效果单一，净化效果不理想，通常是大型设备，不但沉重难以运输，而且对于空气的净化效果也不尽人意，究其最根本的原因还是空气净化材料的选用不佳，所以亟需一种优良的空气净化材料，以减少空气净化器的体积，增强净化效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中空气净化材料净化效果不佳，材料用量大量的不足，提供一种空气净化与药品用的吸附杀菌材料，以增强空气净化器的吸附效果，减小空气净化器的体积与重量。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种空气净化用吸附材料，包括以下几种成分：氧化锌、蒙脱石、活性炭。
氧化锌为白色六角晶系结晶或粉末，无味、无毒、质地细腻，相对密度5.606，熔点1975℃。溶于酸、氢氧化钠、氯化铵，不溶于水、乙醇和氨水，属两性氧化物。在空气中吸收二氧化碳和水生成碳酸锌，呈黄色。加热时变黄，冷却后恢复白色。不透过紫外线，遇硫化氢不变黒。产品活性高，具有屏蔽红外、紫外和杀菌的功能。
进一步，所述氧化锌是纳米氧化锌。
纳米氧化锌不但具有良好的吸附特性，也是一种很好的光催化剂，在阳光，尤其在紫外线照射下，能自行分解出自由移动的负电子，留下带正电的空穴，激活空气中的氧变为活性氧，与多种有机物发生化学反应，杀死病菌和病毒。利用纳米氧化锌阻挡紫外线、吸收衰减紫外线，同时激活空气中的氧使之变成活性氧杀灭细菌、消除异味。
蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，属于蒙皂石族矿物之一，是重要的黏土矿物，一般为块状或土状。分子式(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O，中间为铝氧八面体，上下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物，在晶体构造层间含水及一些交换阳离子，有较高的离子交换容量，具有较高的吸水膨胀能力。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。
进一步，所述蒙脱石是纳米蒙脱石。
纳米蒙脱石粒径非常细小，粒度大小一般为纳米级（0.1～0.01微米之间），比面积可达到800m2/g。其具有分散性、吸附性、离子交换性、触变性、粘结性、增稠性、成膜性等宝贵的性能。纳米蒙脱石的这种层状结构及非均匀性电荷分布对消化道内的霉菌毒素、病毒、病菌及其产生的毒素有固定、吸附作用；对消化道内膜具有较大的覆盖能力，并通过与粘液糖蛋白互相结合，从质和量方面修复、提高粘膜屏障能力。
纳米蒙脱石能够吸附病毒、细菌和各种毒素，保护和修复肠道粘膜，尤其可以很好的选择性吸附霉菌。对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金黄色葡萄球菌和轮状病毒以及胆盐都有较好的吸附作用；对细菌毒素有固定作用。对空气中的氨、氮、二氧化碳有超强的吸附性。
纳米蒙脱石及其改性的物质带有非均匀性的强电性，同时具有很大的比面积和发达的孔径，暴露出许多活性点和断键、破键和同晶置换，使得晶体结构发生扭曲和缺陷，使得纳米蒙脱石具有很强的吸附能力，它对大肠肝菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金葡菌和轮状病毒及胆盐都有较好的吸附作用，并且对表面带有粒编码蛋白（CS31A）的致病性带电病原菌有固定清除作用，但对表面不带电的正常菌群无固定清除作用。
纳米蒙脱石还能够吸附空气粉尘中的铅、汞、氟、砷等有害重金属，同时它能吸附三维空间的有害气体二氧化碳、硫化氢、氮气等。
活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质；活性炭主要的作用是吸附空气或物质表面的：集吸附、过滤、截获、催化作用于一体，能有效去除水或空气中的有机物、余氯及其他放射性物质，并有脱色、去除异味的功效
活性炭对于：甲醛（CH2O）、苯（C6H6）、甲苯（C6H5CH3）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氯（Cl2）、氨（NH3）、氡（Rn）、甲烷（CH4）均具有极好的吸附作用。
进一步，所述空气净化用吸附材料中各成分的重量份数比为：蒙脱石20-40份、氧化锌20-50份、活性炭20-40份。优选的，蒙脱石30-35份、氧化锌30-40份、活性炭30-35份。
以上三种材料的特性，三种材料均极具良好的物理化学稳定性，不溶于水或微溶于水。以活性炭对各种有害物质的吸附、过滤、截获、催化，然后由蒙脱石和氧化锌配合作用下，杀灭细菌、霉菌、毒素、真菌，清除异味；由蒙脱石对重金属吸附,减少有毒有害物质；最后由三种成份相互协同作用下吸附PM2.5，净化空气。
上述空气净化用吸附材料再生方法，是将废弃后经过高温干燥处理。优选的，在60-120摄氏度下干燥2-4小时再生，温度可以适当再做升高，但是高温并不利于结构的稳定性，会达到过度失水，吸附材料发生变性。
进一步，上述空气净化用吸附材料中还包含0-10份的氧化铝，优选活性氧化铝。活性氧化铝为白色球状多孔性颗粒，粒度均匀，表面光滑，机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂保持原状，无毒、无臭、不溶于水、乙醇，对氟有很强的吸附性，主要用于高氟地区饮用水的除氟。活性氧化铝对气体、水蒸气和某些液体的水分有选择吸附本领。吸附和复活可进行多次。除用作干燥剂外，还可从污染气体中吸附脂肪油蒸气。
添加有氧化铝的空气净化材料高温干燥再生的温度为160-210℃，干燥条件为无氧气氛下，优选为真空干燥；干燥温度优选为180-195℃。
本发明还提供了制备上述空气净化材料的方法。
上述空气净化材料的制备方法之一，（1）压缩型滤芯空气净化材料：将活性炭、氧化锌、蒙脱石混合均匀，加入食品级粘合剂，烧结压缩成型。压缩滤芯内外均分别包裹着一层有过滤作用的无纺布，确保滤芯不会掉落混合物粉末，滤芯两端装有柔软的丁晴橡胶密封垫，使滤芯装入滤筒具有良好的密封性。优选的，还可以适当的加入氧化铝，尤其是活性氧化铝。
上述空气净化材料的制备方法之一，（2）散装型滤芯空气净化材料：直接将所需的活性炭、氧化锌、蒙脱石混合颗粒拌合均匀即得。使用的时候将混合物颗粒装入塑料壳体中，封闭两端即可。优选在封闭端盖前，放入无纺布滤片，确保滤芯在使用时不会掉落混合物粉末。根据需求，端盖可做成不同型号的连接口。优选的，还可以适当的加入氧化铝，尤其是活性氧化铝。
上述空气净化材料的制备方法之一，（3）取原料，加入到0.5-1倍重量的0.01-0.02mol/L的氢氧化钠水溶液中，加热至30-50℃，搅拌0.5-2小时，过滤收集固体相，真空干燥得到成品。优选的，真空干燥温度为95-120℃。
上述空气净化材料的制备方法之一，（4）上述净化材料还可以用于医药行业，作为消毒灭菌之用，只需将混合物按如同上述制备方法（2）制备，只是原料混合时的比例不同。
所述空气净化吸附材料在医药领域的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：蒙脱石、氧化锌、活性炭混合后的组合物具有极大的孔隙率，且三种成分对于有毒有害物质的吸附性能各有针对性，利用其各自的选择吸附特性，相互增强吸附效果，让有毒有害物质无处可藏。最重要的是蒙脱石、氧化锌、活性炭混合后，堆积密度下降了，单体体积的吸附材料的质量更轻，大大减少了空气净化器的重量，使空气净化器的使用变得更加方便。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。根据使用要求的差异，其所用的比例也不同
实施例1
高纯度的纳米蒙脱石10kg、纳米氧化锌10kg、活性炭20kg。对有害气体较重的场所活性炭比例占主要成分。
制备成压缩型滤芯空气净化材料：将活性炭、氧化锌、蒙脱石混合均匀，加入食品级粘合剂，烧结压缩成型。压缩滤芯内外均分别包裹着一层有过滤作用的无纺布，确保滤芯不会掉落混合物粉末，滤芯两端装有柔软的丁晴橡胶密封垫，使滤芯装入滤筒具有良好的密封性。优选的，还可以适当的加入氧化铝，尤其是活性氧化铝。
实施例2
纳米蒙脱石20kg、纳米氧化锌10kg、活性炭20kg。对细菌、真菌、霉菌、毒素、氨气、氮气较重的环境。
制备成散装型滤芯空气净化材料：直接将所需的活性炭、氧化锌、蒙脱石混合颗粒拌合均匀即得。使用的时候将混合物颗粒装入塑料壳体中，封闭两端即可。优选在封闭端盖前，放入无纺布滤片，确保滤芯在使用时不会掉落混合物粉末。根据需求，端盖可做成不同型号的连接口。
实施例3
高纯度的纳米蒙脱石10kg、纳米氧化锌40kg、活性炭10kg。对杀灭细菌、真菌、霉菌、毒素、等要求高的环境。
制备方法如下：取原料，加入到1倍重量的0.01mol/L的氢氧化钠水溶液中，加热至45-50℃，搅拌1小时，过滤收集固体相，真空干燥温度为110℃，干燥后即得成品。
实施例4
高纯度的纳米蒙脱石20kg、纳米氧化锌20kg、活性炭10kg，直接混合后使用。在医药品领域应用：混合材料，能够快速吸收皮肤或伤口的水分，形成保护膜，促使皮肤收缩，达到愈合伤口、止血、阻挡并与吸附、杀灭细菌和真菌等。
实施例5－11
实施例5－11的各种材料的用量如表1所示，制备方法同实施例4。
表1各实施例的原料用量
| 实施例 | 蒙脱石（kg） | 氧化锌（kg） | 活性炭（kg） | 氧化铝（kg） |
| 5 | 10 | 10 | 20 | 0 |
| 6 | 20 | 15 | 20 | 2 |
| 7 | 10 | 40 | 10 | 8 |
| 8 | 20 | 20 | 10 | 3 |
| 9 | 20 | 20 | 0 | 0 |
| 10 | 0 | 20 | 20 | 5 |
| 11 | 20 | 0 | 20 | 0 |
其中，抗菌率的检测按GB21551.1-2008《家电和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能通则》及JISZ2801：2000《抗菌制品抗菌性能的检测与评价》规定的测试方法进行检测，测试结果见表2。
异味去除率的检测按GB/T18883-2002《室内空气质量标准》规定的方法进行检测，测试时间为30分钟，测试结果见表2。
表2各实施例制备产品测试结果
使用本发明的净化材料及制备方法，得到各种的净化材料具有优良的空气净化作用，能够有效的抑制杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和霉菌。对于空气污染的有害气体：氨气、硫化氢和甲醛等也具有良好的吸附效果。当只用三种材料中的某两种的时候净化效果均不及使用全面3种材料时的综合效果，与之对比之下3种材料共同应用的时候，杀灭细菌的效果尤为突出，得到了大大的增强，远远超出了各种单一组份的灭菌效果。
应用例一
应用医药上可作为各类外伤药和皮肤病药物，可吸附伤口或皮肤或空气中的水分，迅速止血加速伤口愈合，防止伤口感染，迅速形成保护膜隔离伤口和皮肤与外界，同时吸附伤口和皮肤上的细菌，然后应用其杀菌消毒特性。
应用医药上用于内服药，具有较强的吸附性，杀菌性，吸附消化道内的细菌，毒素，吸附体内的重金属。
应用例二
空气净化：各类空调和空气净化器，空气过滤器。
应用例三
油漆、涂料，可吸附各类有害气体，杀灭细菌，激活氧气，阻隔和吸收建筑材料释放的放射性污染。
应用例四
装饰板材，可吸附各类有害气体，杀灭细菌，激活氧气，阻隔和吸收建筑材料释放的放射性污染。
应用例五
饲料和饲料添加剂，具有较强的吸附性，杀菌性，吸附消化道内的细菌，毒素，吸附体内的重金属。
应用例六
纺织物，可吸附各类有害气体，杀灭细菌，激活氧气。
应用例七
塑料；应用于各类公共场所的，如电梯扶手、玩具。
应用例八
化妆品：应用与面膜、护肤品、洗手液、沐浴露，洗发液。
应用例九
食品干燥剂。
应用例十
衣柜衣物干燥、防霉、除菌、除臭、防虫。
应用例十一
应用于防毒面具、口罩、防毒服装。
Claims (6)
1.一种净化用吸附材料，其特征在于，所述净化用吸附材料中各成分的重量份数比为：纳米蒙脱石20-40份、纳米氧化锌20-50份、活性炭20-40份、氧化铝0-10份。
2.如权利要求1所述净化用吸附材料，其特征在于，蒙脱石30-35份、氧化锌30-40份、活性炭30-35份、氧化铝0-10份。
3.如权利要求1或2所述净化用吸附材料的再生方法，其特征在于，所述净化用吸附材料，废弃后经过高温干燥处理，所述高温干燥处理是：在60-120摄氏度下干燥2-4小时再生。
4.如权利要求1所述净化用吸附材料在空气净化中的应用。
5.如权利要求1所述净化用吸附材料在医药领域的应用。
6.如权利要求1所述净化用吸附材料在装饰材料中的应用。
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