CN104499297B - 一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于羽毛清洁技术领域，公开了一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行杀菌除臭的方法。该方法包括以下步骤：将水洗过后的羽绒与无菌水混匀，加入纳米氧化锌混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，微波功率为100～400W，微波辐照1～6min，羽绒与纳米氧化锌的质量比为1:0.25～1:5，微波辐照温度为38～50℃；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒。采用本发明微波协同纳米氧化锌方法对羽绒杀菌率可达到89.13％。本发明采用微波协同氧化锌纳米材料对羽绒进行除臭杀菌的新工艺，具有能耗低、灭菌效率高和对环境友好等特点，符合可持续发展、对环境友好绿色化学的要求。

Description

一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法

技术领域

本发明属于羽毛清洁技术领域，涉及一种对羽绒除臭杀菌的新方法，具体地涉及一种通过微波协同氧化锌纳米材料对羽绒进行除臭杀菌的方法。

背景技术

在上世纪90年代之前，洗涤羽毛的有关助剂主要依赖德国汉高和日本狮子两家油脂化工公司。直至1990年开始，羽毛、羽绒洗涤剂、除臭剂等在国内相继被开发。目前，国产洗涤剂的品质已基本达到国外同类产品的水平，但灭菌除臭剂、整理剂等还存在一定差距。如何尽快缩短和消除这些差距，对中国这个羽绒生产大国来说，具有重要的现实意义和较好的市场前景。

羽绒是长在鹅、鸭的腹部，成芦花朵状的绒毛，与成片状的羽毛不同，一般直接作为衣服的填充物从而起到保暖作用。我国是世界上最大的羽绒及制品生产国、出口国和消费国，年产羽毛绒约20万吨，占世界产量的80％。与天然纤维或合成纤维制成的织物半成品完全不同，由于羽绒是一种动物性蛋白质纤维，质地比较蓬松，保温性能高，更适合细菌的生长繁殖。洗涤但没经除臭处理的羽毛烘干后存在一些异味，主要包括：①羽毛生长过程中禽类汗腺分泌的油脂的腥臊味，这是羽毛的主要异味；②羽毛、羽绒纤维中受厌氧菌分解产生的分解垢物的气味。如何既保证羽绒质量又降低成本，保护环境，这已成为羽绒行业的关键技术问题。因此，发展安全高效、廉价和环保的羽绒杀菌工艺当务之急。

目前除臭方法按机理可分为两个类型：(1)物理消臭；(2)化学消臭。物理除臭剂是通过物理方法进行除臭，消臭时没有化学变化发生，常见的有吸附除臭剂、遮掩除臭剂等。吸附性除臭剂是采用具有优异吸附能力的物质利用分子间范德华力将恶臭分子吸附于多孔性物质中的除臭方法，除臭剂比表面大、空容大，通常能吸附减少空气中恶臭浓度以达到除臭的目的。吸附材料一般是活性碳和硅藻土，其缺点是吸附具有选择性，如活性碳对氨气、三甲胺等胺类物质的消臭作用就不佳，而且消臭速度较慢。掩蔽除臭剂是用天然芳香油、香料等物质掩蔽恶臭。主要针对很多难以去除的臭味或者除臭比较麻烦的羽绒材料，按比例混合几种有气位的气体，以减轻恶臭，如传统的清新剂等，但普通遮盖法用易挥发的香料入羽绒中掩盖臭味，该法虽简单，但效果差，持久性不好，不能有效消除对人体有害的臭气成分，臭气实际上依然存在。化学除臭剂是利用氧化、还原分解、中和反应、加成反应、缩合反应、离子交换反应等将产生的恶臭物质变为无臭物质从而消除臭气。主要化学方法有：①用有机酸中和胺类等有机碱性物。②采用有选择性溶解胺类能力的两性表面活性剂。③采用还原剂还原和吸附被大气氧化的部分无机和有机质。④用涂层封闭剂来覆盖凹陷部位而隔离异味源。这种除臭方法要使用较多的有机试剂，会产生大量的有机废水，从而产生第二次污染。

微波杀菌技术是近年来发展起来的对环境友好的绿色除菌技术，具有速度快，节能、高效和环保等优点。微波加热不同于传统加热，传统加热是通过辐射、对流和传导这三种方式由表及里进行的，而微波加热是材料在电磁场中由介质损耗而引起的介电加热产生热效应，具有杀菌快速、高效及环保等特点，已经应用于食品和医疗等领域，能有效杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌等细菌，并且在羽绒灭菌过程中同时具有干燥的作用。纳米氧化锌价格便宜，约为纳米银的十分之一，激发状态下的纳米氧化锌在水和空气中能自行分解出自由移动的带负电的电子，同时留下带正电的空穴。这种空穴可以激活空气中的氧，从而产生有极强的化学活性的活性氧，其与大多数有机物发生反应达到杀菌的效果，对大肠杆菌、淋球菌和衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性，试验表明其安全性能良好，可广泛应用于环境保护、纺织服饰和食品卫生等领域。但是这些现有技术存在紫外光照射不均匀、照射后产生臭氧污染环境、羽绒灭菌后还需要干燥等问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法，包括以下操作步骤：将水洗过后的羽绒与无菌水混匀，加入纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，微波功率为100～400W，微波辐照1～6min，羽绒与纳米氧化锌的质量比为1:0.25～1:5，微波辐照温度为38～50℃；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒。

所述羽绒与纳米氧化锌的质量比优选为1:0.5。

所述微波辐照的时间设定优选为3min。

所述微波功率设定优选为200W。

所述微波辐照温度优选为50℃。

所述过滤所得滤液蒸发除去水分，再在80℃下烘干回收纳米氧化锌，灭菌后循环使用。

本发明和现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明与之前报道过的纳米材料“涂布”、“印染”工艺不同，将纳米氧化锌直接与清洗后的羽绒混合，工艺简单快捷，采用微波辐照代替紫外光照射，避免了紫外光照射不均匀、照射后产生臭氧污染环境、羽绒灭菌后干燥等问题，结果显示纳米氧化锌在微波辐照下抗菌效果良好，且可回收循环使用。目前尚无将微波与氧化锌纳米材料协同进行杀菌除臭的研究应用。

(2)目前羽绒业除臭杀菌所使用的灭菌除臭剂不仅大量消耗水资源，产生大量有机废水形成二次污染。使用氧化锌纳米材料杀菌，灭菌率高，安全性能好，加上微波的协同高效杀菌除臭作用，形成了高效环保的杀菌除臭新工艺。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例所采用的材料为：

油溶性纳米ZnO(深圳晶材化工有限公司，纯度大于95％)；

95％酒精(天津市永大化学试剂有限公司，分析纯)；

营养琼脂(广东环凯微生物科技有限公司)；

其它试剂均为分析纯(广州化学试剂厂)。

以下实施例所采用的仪器为：

手提式蒸汽消毒器YX-280B型(江阴滨江医疗设备厂)；

HJ-6B六联磁力搅拌器(金坛市白塔新宝仪器厂)；

WF-4000常压微波快速反应系统(上海屹尧仪器分析有限公司)。

实施例1

将0.50g羽绒用无菌水洗过之后抽滤，转移到装有50mL无菌水的消化瓶中，放入灭菌后的转子，充分摇匀，测定微波前羽绒中的菌落总数；加入0.50g纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，设定微波功率为100W，微波辐照温度为50℃；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒。微波辐照不同时间对微波协同纳米材料钛抗菌效果的影响，结果见表1。

表1微波时间对抗菌效果的影响

上述同等条件下，只改变微波时间，微波时间0.5min抗菌率仅为35.5％；微波时间7min抗菌率仅为50.6％。

实施例2

将羽绒用无菌水洗过之后抽滤，转移到装有50mL无菌水的消化瓶中，放入灭菌后的转子，充分摇匀，测定微波前羽绒中的菌落总数；加入纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，设定微波功率为100W，微波辐照温度为50℃，辐照时间为1min；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒。羽绒与纳米氧化锌的质量比不同对的抗菌效果的影响，结果见表2。

表2羽绒与纳米氧化锌质量比对抗菌效果的影响

上述同等条件下，只改变羽绒和纳米氧化锌质量比，质量比为1:0.1，抗菌率仅为7.46％；质量比为1:6，抗菌率仅为42.1％。

实施例3

将0.50g羽绒用无菌水洗过之后抽滤，转移到装有50mL无菌水的消化瓶中，放入灭菌后的转子，充分摇匀，测定微波前羽绒中的菌落总数；加入0.50g纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，设定微波功率为100W，辐照时间为2min；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒。微波辐照不同温度对微波协同纳米材料钛抗菌效果的影响，结果见表3。

表3温度对抗菌效果的影响

上述同等条件下，只改变微波温度，微波温度35℃，抗菌率仅为22.2％。

实施例4

将0.50g羽绒用无菌水洗过之后抽滤，转移到装有50mL无菌水的消化瓶中，放入灭菌后的转子，充分摇匀，测定微波前羽绒中的菌落总数；加入0.50g纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，设定微波辐照温度为50℃，辐照时间为1min；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒。不同功率微波辐照对微波协同纳米材料钛抗菌效果的影响，结果见表4。

表4微波功率对抗菌效果的影响

实施例5

将羽绒用水洗过后，与无菌水混匀，测定微波前羽绒中的菌落总数；再加入纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，微波功率为200W，微波辐照3min，羽绒与纳米氧化锌的质量比为1:0.5，微波辐照温度为50℃；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒，抗菌率89.13％。

实施例6

将实施例5最后过滤所得滤液蒸发除去水分，再在80℃下烘干回收纳米氧化锌，灭菌后循环应用到以下实例：条件如实施例5，抗菌率为85.5％。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法，其特征在于包括以下操作步骤：将水洗过后的羽绒与无菌水混匀，加入纳米氧化锌进行混合，采用微波辐照激发纳米氧化锌，微波功率为100～400W，微波辐照1～6min，羽绒与纳米氧化锌的质量比为1:0.25～1:5，微波辐照温度为38～50℃；然后过滤，得到除臭杀菌后的羽绒；所述过滤所得滤液蒸发除去水分，再在80℃下烘干回收纳米氧化锌，灭菌后循环使用。

2.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法，其特征在于：所述羽绒与纳米氧化锌的质量比为1:0.5。

3.根据权利要求2所述的一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法，其特征在于：所述微波辐照的时间设定为3min。

4.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法，其特征在于：所述微波功率设定为200W。

5.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化锌对羽绒进行除臭杀菌的方法，其特征在于：所述微波辐照温度为50℃。