CN103911907B - 一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸及其制作方法，该过滤纸包括支撑材料和纳米杀菌剂，其特征是：所述支撑材料采用多孔纤维纸，其中所述支撑材料选自木纤维、竹纤维、玻璃纤维或人造纤维的一种或多种，所述纳米杀菌剂采用多元合金纳米氧化物，其中所述纳米杀菌剂包括银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼和钨中的三种或三种以上金属元素。采用本发明的多元合金复合制成的纳米氧化物，具有比单一金属元素氧化物纳米粉体更强的杀菌能力，能够抑制和杀灭的菌种更多，经过本发明的多元合金纳米氧化物空气过滤纸过滤后，样品细菌杀灭能力达99%以上，同时本发明产品还具有使用时间长、稳定、成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸及其制作方法，尤其是涉及一种以多孔纤维纸作为支撑材料、以多元合金纳米氧化物为杀菌剂制成的具有过滤空气和抑菌杀菌功能的空气过滤纸及其制作方法。
背景技术
过滤纸为一种有效的过滤介质，过滤纸已被广泛地用于各个需要过滤的领域。根据组成滤纸的纤维种类不同，过滤纸的性能、用途也不一样，有用于一般场合的普通滤纸，用于高温下的的玻璃纤维滤纸，也有超净用聚丙烯滤纸等。过滤纸可以是由木质纤维、人造纤维、玻璃纤维或三者混合而在造纸机上形成的能满足一定强度、挺度及透气性要求的纸。它不同于一般纸张的地方主要是具有较高的强度、挺度及透气性等方面的要求。随着过滤要求的不断提高，任何由单种纤维组成的滤纸都越来越难以满足使用上的要求，所以由多种纤维组合而成的滤纸应运而生。滤纸生产中常用的纤维有木质纤维、化学纤维、玻璃纤维等。高效过滤纸是以玻璃纤维为主要原材料，采用湿法成型工艺制成，其具有纤维分布均匀、容尘量大、阻力小、强度大等特点，是理想的空气过滤材料。高效过滤器用玻璃纤维滤纸（HEPA）主要用于万级～10万级洁净室或工作台、核电站排风、高档家用吸尘器、空气净化器、防毒面具等，超高效空气过滤器用玻璃纤维滤纸（ULPA）主要用于芯片厂及100级、10级、1级洁净厂房等。
除菌过滤器利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理以除去气体或液体中微生物。常用于气体、热不稳定的药品溶液或原料的除菌。除菌过滤器采用孔径分布均匀的微孔滤膜作为过滤材料，微孔滤膜分为亲水性和疏水性两种。滤膜材质依过滤物品的性质及过滤目的而定。药品生产中采用的除菌滤膜孔径一般不超过0.22μm。过滤器不得对被滤过成分有吸附作用，也不能释放物质，不得有纤维脱落，实际应用中一般禁用含石棉的过滤器。滤器和滤膜在使用前应进行洁净处理，并用高压蒸汽进行灭菌或者在线灭菌。更换品种和批次应先清洗滤器，再更换滤膜。
无论是普通空气过滤纸还是除菌过滤器，均是把粒径大于过滤纸微孔尺寸的微粒或细菌过滤掉，从而达到净化空气的目的。为了提高杀灭空气的细菌的效率，目前有些空气净化器把紫外线杀菌装置或臭氧发生装置添加到空气净化器中，从而达到所要的杀菌功能。
目前，有机灭菌剂使用较多，如十四烷基二甲基苯甲基氯化铵等，有机灭菌剂一般有效时间短，正常情况下使用一般不超过十天。无机杀菌剂如含硫杀菌剂虽然作用时间比有机灭菌剂时间长一些，但对人体有一定的毒害作用。有些纳米材料具有杀菌抑菌功能，如纳米银粉等，有些纳米颗粒材料在特定的光线作用下表现出抑菌杀菌功能。
发明内容
本发明使用银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼或钨等金属制作具有杀菌抑菌功能的多元合金纳米氧化物，并浸涂到过滤纸上，制作成多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
本发明提供一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸，包括支撑材料和纳米杀菌剂，其特征是：所述支撑材料采用多孔纤维纸，其中所述支撑材料选自木纤维、竹纤维、玻璃纤维或人造纤维的一种或多种；所述纳米杀菌剂采用多元合金纳米氧化物，其中所述纳米杀菌剂包括银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼和钨中的三种或三种以上金属元素。
本发明还提供一种制作上述多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸的方法，包括以下步骤：
（1）、纳米杀菌剂及其悬浊液的制作：从银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼、钨十八种金属元素中选择三种或三种以上元素组成金属粉末混合物，将所述金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再通过高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得多元合金氧化物纳米粉体，即为纳米杀菌剂；将所述纳米杀菌剂与水、表面活性剂混合，放入容器内，经过搅拌即制得纳米杀菌剂悬浊液；
（2）、将多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡，拿出晾干或烘干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
优选的，在上述步骤（1）中搅拌速度为1400-10000RPM。
优选的，在上述制作方法中，在所述步骤（2）中将多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡1-60秒。
本发明进一步提供一种纳米杀菌剂的制作方法，包括以下步骤：
从银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼、钨十八种金属元素中选择三种或三种以上元素组成金属粉末混合物；
将所述金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再通过高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得多元合金氧化物纳米粉体，即为纳米杀菌剂。
上述表面活性剂可以是现有技术中常用的表面活性剂，例如阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠）、阳离子表面活性剂（如季铵化物）、非离子表面活性剂（如氨基酸型、甜菜碱型）、两性离子表面活性剂（如脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦）。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：采用本发明的多元合金复合制成的纳米氧化物，具有比单一金属元素氧化物纳米粉体以及多种单一金属氧化物纳米粉体的混合物更强的杀菌能力，能够抑制和杀灭的菌种更多，经过本发明的多元合金纳米氧化物空气过滤纸过滤后，样品细菌杀灭能力达99%以上，同时本发明产品还具有使用时间长、稳定、成本低的特点。
具体实施方式
实施例1：
称取银、钛、锌各10克，放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再由高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得(AgTiZn)xOy纳米粉体。把10克(AgTiZn)xOy纳米粉体与100克水和少量表面活性剂混合，放入容器内，高速搅拌（10000RPM）3小时制得纳米杀菌剂悬浊液。把多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡60秒，拿出晾干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
根据卫生部《消毒技术规范》2002.11，第2.1.1.7.5条和说明书，对经过这种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸过滤后的室内空气进行杀菌能力测试，细菌杀灭能力达99.32%。
实施例2：
称取银、钛、锌、镁各10克，放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再由高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得(AgMgTiZn)xOy纳米粉体。把10克(AgMgTiZn)xOy纳米粉体与100克水和少量表面活性剂混合，放入容器内，以2000RPM的速度搅拌3小时制得纳米杀菌剂悬浊液。把多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡30秒，拿出晾干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
根据卫生部《消毒技术规范》2002.11，第2.1.1.7.5条和说明书，对经过这种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸过滤后的室内空气进行杀菌能力测试，测得细菌杀灭能力达99.56%。
实施例3：
称取钛、锌、镁、铜各10克，放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再由高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得(CuMgTiZn)xOy纳米粉体。把10克(CuMgTiZn)xOy纳米粉体与100克水和少量表面活性剂混合，放入容器内，高速（14000RPM）搅拌3小时制得纳米杀菌剂悬浊液。把多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡30秒，拿出晾干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
根据卫生部《消毒技术规范》2002.11，第2.1.1.7.5条和说明书，对经过这种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸过滤后的室内空气进行杀菌能力测试，细菌杀灭能力达99.23%。
实施例4：
称取银、钛、锌、镁、铜、铝各10克，放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再由高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得(AgAlCuMgTiZn)xOy纳米粉体。把10克(AgAlCuMgTiZn)xOy纳米粉体与100克水和少量表面活性剂混合，放入容器内，以5000RPM的速度搅拌3小时制得纳米杀菌剂悬浊液。把多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡30秒，拿出晾干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
根据卫生部《消毒技术规范》2002.11，第2.1.1.7.5条和说明书，对经过这种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸过滤后的室内空气进行杀菌能力测试，细菌杀灭能力达99.18%。
实施例5：
称取锌、镁、铜、铝、铌各10克，放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再由高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得(AlCuMgNbZn)xOy纳米粉体。把10克(AlCuMgNbZn)xOy纳米粉体与100克水和少量表面活性剂混合，放入容器内，高速（8000RPM）搅拌3小时制得纳米杀菌剂悬浊液。把多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡20秒，拿出晾干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
根据卫生部《消毒技术规范》2002.11，第2.1.1.7.5条和说明书，对经过这种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸过滤后的室内空气进行杀菌能力测试，细菌杀灭能力达99.02%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，举凡依本发明所作的各种修饰与变化，均为本发明所涵盖。
实施例6
在普通日光灯的照射下，不同氧化物杀灭大肠杆菌的相对存活率如下表：（大肠杆菌的相对存活率=不同氧化物处理菌落数/空白处理菌落数*100%）
Claims (4)
1.一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸，包括支撑材料和纳米杀菌剂，其特征是：所述支撑材料采用多孔纤维纸，其中所述支撑材料选自木纤维、竹纤维、玻璃纤维或人造纤维的一种或多种；所述纳米杀菌剂采用多元合金纳米氧化物，其中所述纳米杀菌剂包括银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼和钨中的三种或三种以上金属元素；
所述的纳米杀菌剂的制作方法，包括以下步骤：
从银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼、钨十八种金属元素中选择三种或三种以上元素组成金属粉末混合物；
将所述金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再通过高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得多元合金氧化物纳米粉体，即为纳米杀菌剂。
2.一种根据权利要求1所述的多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸的制作方法，包括以下步骤：
(1)、纳米杀菌剂及其悬浊液的制作：从银、钛、锌、镁、铜、铝、铁、铬、镍、铌、锰、钴、钒、硅、锑、锡、钼、钨十八种金属元素中选择三种或三种以上元素组成金属粉末混合物，将所述金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成均匀多元合金液，再通过高压纯氧将其雾化并于燃烧塔内进行直接燃烧氧化，快速制得多元合金氧化物纳米粉体，即为纳米杀菌剂；将所述纳米杀菌剂与水、表面活性剂混合，放入容器内，经过搅拌即制得纳米杀菌剂悬浊液；(2)、将多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡，拿出晾干或烘干即得多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸。
3.根据权利要求2所述的多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌速度为1400-10000rpm。
4.根据权利要求2所述的多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)中将多孔纤维纸放入纳米杀菌剂悬浊液中浸泡1-60秒。
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