CN104594054A - 一种微波协同纳米氧化钛对羽绒进行除臭杀菌的方法 - Google Patents

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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钛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100~500W,微波辐照0.5~6min,羽绒与纳米氧化钛的质量比为1:0.5~1:5,微波辐照温度为35~50℃;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钛方法对羽绒杀菌率可达到72.63%。本发明采用微波协同氧化钛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钛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钛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,使用方式特殊,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TiO2也称光触媒,对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉等近百种病菌都均具有很强的广谱杀菌能力,广泛应用于水处理、食品包装、卫生日用品、化妆品、纺织品等行业,具有优异的长效杀菌效应,是一种理想的无机抗菌剂。它对细菌作用表现有两方面:一方面,TiO2在阳光尤其是紫外线的照射下,粒子中的价带电子被激发跃迁到导带,形成光生电子孔穴,并在空间电荷层的电场作用下,发生有效分离。光生电子(e)或光生空穴(h+)与细胞膜或细胞内组分反应而导致细胞死亡。另一方面,光生电子或光生空穴与水或空气中的氧反应,生成活性氧类:e+H2+O2→H2O2,h++H2O→OH+H+,氧化能力极强的活性氧类进攻细胞内组分,发生生化反应而导致细胞死亡。同时H2O2和OH也有一定的灭菌能力,可以分解细菌有机物,具有防污防臭功能,属于低毒、高效环保型的抗菌材料。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钛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钛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100~500W,微波辐照0.5~6min,羽绒与纳米氧化钛的质量比为1:0.5~1:5,微波辐照温度为35~50℃;然后过滤,得到除臭杀菌后的羽绒。
所述羽绒与纳米氧化钛的质量比优选为1:2。
所述微波辐照的时间设定优选为2min。
所述微波功率设定优选为100W。
所述微波辐照温度优选为35℃。
所述过滤所得滤液蒸发除去水分,再在100℃下烘干回收纳米氧化钛,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,将纳米氧化钛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,结果显示纳米氧化钛在微波辐照下抗菌效果良好,且可回收循环使用。目前尚无将微波与二氧化钛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。使用二氧化钛纳米材料杀菌,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:
99%水溶性纳米TiO2(上海汇精亚纳米新材料有限公司);
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纳米氧化钛进行混合,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0.25min抗菌率仅为15.8%;微波时间7min抗菌率仅为39.9%。
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;加入纳米氧化钛进行混合,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2min;然后过滤,得到除臭杀菌后的羽绒。羽绒与纳米氧化钛的质量比不同对的抗菌效果的影响,结果见表2。
表2 羽绒与纳米氧化钛质量比对抗菌效果的影响
上述同等条件下,只改变羽绒和纳米二氧化钛质量比,质量比为1:0.25,抗菌率仅为41.36%;质量比为1:6,抗菌率仅为33.2%。
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纳米氧化钛进行混合,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32℃,抗菌率仅为30.1%。
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纳米氧化钛进行混合,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2min;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100W,微波辐照2min,羽绒与纳米氧化钛的质量比为1:2,微波辐照温度为35℃;然后过滤,得到除臭杀菌后的羽绒,抗菌率72.63%。
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100℃下烘干回收纳米氧化钛,灭菌后循环应用到以下实例:条件如实施例5,抗菌率为56.94%。
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 (6)

1.一种微波协同纳米氧化钛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100~500W,微波辐照0.5~6min,羽绒与纳米氧化钛的质量比为1:0.5~1:5,微波辐照温度为35~50℃;然后过滤,得到除臭杀菌后的羽绒。
2.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化钛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钛的质量比为1:2。
3.根据权利要求2所述的一种微波协同纳米氧化钛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2min。
4.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化钛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100W。
5.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化钛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35℃。
6.根据权利要求1所述的一种微波协同纳米氧化钛对羽绒进行除臭杀菌的方法,其特征在于:所述过滤所得滤液蒸发除去水分,再在100℃下烘干回收纳米氧化钛,灭菌后循环使用。
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