CN106564997A - 净水元件、净水元件的制备方法及净水器 - Google Patents
净水元件、净水元件的制备方法及净水器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106564997A CN106564997A CN201610998802.5A CN201610998802A CN106564997A CN 106564997 A CN106564997 A CN 106564997A CN 201610998802 A CN201610998802 A CN 201610998802A CN 106564997 A CN106564997 A CN 106564997A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water purification
- purification element
- porous elastic
- water
- argent grain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 188
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 137
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 83
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 31
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 28
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 20
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
- B01J20/28045—Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/20—Prevention of biofouling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种净水元件，包括具有三维网状孔隙的高分子多孔弹性基体和附着在高分子多孔弹性基体上的活性组分；所述活性组分为银颗粒；所述高分子多孔弹性基体为壳聚糖海绵。该净水元件具有以下优点：1)银颗粒具有很高的杀菌性能，且高分子多孔弹性基体也具有一定的杀菌性能，二者叠加使净水元件的杀菌率显著提升；2)高分子多孔弹性基体的比表面积高、孔隙度大，可以负载更多的银颗粒，进一步提升杀菌效率；3)高分子多孔弹性基体的形变性能好，可显著提升净水元件的使用寿命；4)壳聚糖的分子链上存在大量均匀分布的氨基，氨基可以和银颗粒紧密结合，防止银颗粒脱落；5)壳聚糖海绵的吸水能力强，可显著提升净水效率。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种净水元件、净水元件的制备方法以及应用该净水元件的净水器。
背景技术
传统的杀菌净水技术是利用加入氯等强氧化剂对水体进行大规模杀菌处理，但是研究表明，这种方法在杀菌过程中容易产生致癌物，而且这种大规模水处理技术无法应用于一些在偏远地区及特殊条件下的应急供水中。分散式杀菌净水技术，也称非集中式杀菌净水，是一种应用于偏远乡村地区或紧急情况下应急供水的杀菌技术，分散式杀菌净水技术的核心是净水器，然而现有的分散式杀菌净水器存在杀菌率低、净水速度慢且使用寿命短等缺点，因此难以达到特殊环境及地理条件下杀菌净水的高要求，使得分散式杀菌净水技术的发展受限。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种杀菌率高、净水速度快且使用寿命长的净水元件，还要提供一种净水元件的制备方法和提供一种应用该净水元件的净水器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种净水元件，包括具有三维网状孔隙的高分子多孔弹性基体和附着在高分子多孔弹性基体上的活性组分；所述活性组分为银颗粒；所述高分子多孔弹性基体为壳聚糖海绵。该净水元件具有以下优点：1)银颗粒具有很高的杀菌性能，且高分子多孔弹性基体本身也具有一定的杀菌性能，二者叠加使净水元件的杀菌率显著提升；2)高分子多孔弹性基体具有三维网状的孔隙，其比表面积高、孔隙度大，可以负载更多的银颗粒到高分子多孔弹性基体的表面，进一步提升杀菌率和杀菌速度；3)高分子多孔弹性基体的形变性能好，可显著提升净水元件的使用寿命；4)当所述高分子多孔弹性基体为壳聚糖海绵时，由于壳聚糖的分子链上存在大量均匀分布的氨基，氨基可以和银颗粒紧密结合，防止银颗粒脱落，从而进一步提升净水元件的使用寿命；5)壳聚糖海绵的吸水能力强，可显著提升净水效率。
作为上述一种净水元件的进一步改进，所述壳聚糖海绵的制备方法包括以下步骤：1)以pH为2-7的弱酸为溶剂，配制质量分数为1-3％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，即得壳聚糖海绵。冷冻干燥可以使得壳聚糖分子之间的冷冻水直接气化并原位成孔，不仅制备工艺简单，而且可以直接制备出各种形状的净水元件，以适配于各种型号的净水器。通过调节壳聚糖的浓度，即可调节壳聚糖海绵的孔隙度，壳聚糖的质量分数优选为1-3％，如若壳聚糖的质量分数在上述范围内进一步增加，虽然最终壳聚糖海绵的形变性能增高，但相应的就会使壳聚糖海绵的孔隙度和比表面积降低，会使银颗粒的负载量降低，相应的降低净水元件的杀菌率和杀菌速率。如若壳聚糖的质量分数在上述范围内进一步降低，虽然最终壳聚糖海绵的孔隙度和比表面积高，银颗粒的负载量降低，但相应的就会使壳聚糖海绵的形变性能降低，降低净水元件的使用寿命。此外，壳聚糖海绵的吸水能力与孔隙度和形变性能密切相关，因此，壳聚糖的质量分数过高或过低都会降低壳聚糖海绵的吸水率，从而相应地降低杀菌速率。进一步，所述壳聚糖的质量分数优选为1.3-2％；进一步，所述壳聚糖的质量分数优选为1.5-1.7％；进一步，所述弱酸为乙酸或甲酸。
作为上述一种净水元件的进一步改进，所述净水元件的制备方法包括以下步骤：1)配制银颗粒溶液；2)将形状与净水元件匹配的高分子多孔弹性基体浸渍于所述银颗粒溶液中，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，即得净水元件。由于高分子多孔弹性基体与银颗粒的结合力强，因此采用简单的浸渍法即可在高分子多孔弹性基体的孔隙表面负载均匀的银颗粒层。通过冷冻干燥可进一步固定高分子多孔弹性基体的孔隙结构和形状。
作为上述一种净水元件的进一步改进，所述银颗粒溶液的浓度为1-5mmol/L；所述浸渍的时间为6-72h；所述净水元件中银颗粒的质量浓度为4-12mg/g。在上述工艺下制备得到净水元件兼具优异的形变性能、杀菌率和杀菌速度。所述银颗粒的平均粒度为20-100nm；具有上述尺寸的银颗粒的比表面积大，与细菌的接触面积大，可显著提升杀菌率和杀菌速度。
作为上述一种净水元件的进一步改进，还包括在浸渍高分子多孔弹性基体之前对高分子多孔弹性基体进行预处理。通过预处理可以去除高分子多孔弹性基体表面的杂质，使高分子多孔弹性基体与银颗粒的结合力更强，预处理具体为水洗、醇洗或选择适宜的酸性或碱性试剂进行清洗。
作为上述一种净水元件的进一步改进，所述高分子多孔弹性基体的孔径为10-200μm，孔隙度为60-85％。具有上述结构参数的高分子多孔弹性基体可以使最终的净水元件兼具优异的形变性能、杀菌率、杀菌速度和吸水能力。
作为上述一种净水元件的进一步改进，所述净水元件的杀菌率≥99.5％；所述净水元件的吸水率为40-80g/g；杀菌后水体的含银量≤22ug/mL。具有上述结构的净水元件的杀菌率≥99.5％，完全可以满足引用要求。该净水元件的吸水率高，净水速度快，可同时满足较多人群的使用需求。杀菌后水体的含银量≤22ug/mL，远低于世界卫生组织规定的饮用水中的含银量上限，有利于身体健康。
净水元件的制备方法，所述净水元件包括具有三维网状孔隙的高分子多孔弹性基体和附着在多孔弹性基体上的活性组分，所述活性组分为银颗粒，所述高分子多孔弹性基体为壳聚糖海绵，所述方法包括以下步骤：1)配制浓度为1-5mmol/L的银颗粒溶液；2)将形状与净水元件匹配的高分子多孔弹性基体浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为6-72h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，即得净水元件。
作为上述一种净水元件的进一步改进，所述壳聚糖海绵的制备方法包括以下步骤：1)以pH为2-7的弱酸为溶剂，配制质量分数为1-3％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，即得壳聚糖海绵。
一种净水器，包括上述的净水元件。上述净水元件的杀菌率高、杀菌速度快、使用寿命长，并且净水元件的形状可以随意变换，可根据现有的净水器设备的具体形状来制备对应形状的净水元件，工艺简单且成本低。
附图说明
图1为实施例3的净水元件的低倍电子扫描电镜照片。
图2为实施例3的净水元件的高倍电子扫描电镜照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
净水元件的制备采用以下步骤：
A、壳聚糖海绵的制备：1)以pH为2.4的乙酸为溶剂，配制质量分数为1％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为48h，压力为0.7-20Pa，即得壳聚糖海绵；
B、壳聚糖海绵的预处理：将壳聚糖海绵置于质量分数为5％的NaOH水溶液中浸渍10min，然后水洗三次并冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa；
C、负载银颗粒：1)配制浓度为3mmol/L的银颗粒水溶液，银颗粒的平均粒径为25nm；2)将预处理后的壳聚糖海绵浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为24h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得净水元件，该净水元件以壳聚糖海绵为基体，壳聚糖海绵的孔径为10-200μm，在壳聚糖海绵的孔隙表面均匀地分布有纳米银颗粒。
实施例2
净水元件的制备采用以下步骤：
A、壳聚糖海绵的制备：1)以pH为2.4的乙酸为溶剂，配制质量分数为1.3％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为36h，压力为0.7-20Pa，即得壳聚糖海绵；
B、壳聚糖海绵的预处理：将壳聚糖海绵置于质量分数为5％的NaOH水溶液中浸渍10min，然后水洗三次并冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa；
C、负载银颗粒：1)配制浓度为3mmol/L的银颗粒水溶液，银颗粒的平均粒径为25nm；2)将预处理后的壳聚糖海绵浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为24h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得净水元件，该净水元件以壳聚糖海绵为基体，壳聚糖海绵的孔径为10-200μm，在壳聚糖海绵的孔隙表面均匀地分布有纳米银颗粒。
实施例3
净水元件的制备采用以下步骤：
A、壳聚糖海绵的制备：1)以pH为2.4的乙酸为溶剂，配制质量分数为1.5％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为36h，压力为0.7-20Pa，即得壳聚糖海绵；
B、壳聚糖海绵的预处理：将壳聚糖海绵置于质量分数为5％的NaOH水溶液中浸渍10min，然后水洗三次并冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa；
C、负载银颗粒：1)配制浓度为3mmol/L的银颗粒水溶液，银颗粒的平均粒径为25nm；2)将预处理后的壳聚糖海绵浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为24h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得净水元件。结合图1和图2可至，该净水元件以壳聚糖海绵为基体，壳聚糖海绵的孔径为10-200μm，在壳聚糖海绵的三维网状孔隙表面均匀地分布有纳米银颗粒。
实施例4
净水元件的制备采用以下步骤：
A、壳聚糖海绵的制备：1)以pH为2.4的乙酸为溶剂，配制质量分数为1.7％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得壳聚糖海绵；
B、壳聚糖海绵的预处理：将壳聚糖海绵置于质量分数为5％的NaOH水溶液中浸渍10min，然后水洗三次并冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa；
C、负载银颗粒：1)配制浓度为3mmol/L的银颗粒水溶液，银颗粒的平均粒径为25nm；2)将预处理后的壳聚糖海绵浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为24h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得净水元件，该净水元件以壳聚糖海绵为基体，壳聚糖海绵的孔径为10-200μm，在壳聚糖海绵的孔隙表面均匀地分布有纳米银颗粒。
实施例5
净水元件的制备采用以下步骤：
A、壳聚糖海绵的制备：1)以pH为2.4的乙酸为溶剂，配制质量分数为2％的壳聚糖溶液；；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得壳聚糖海绵；
B、壳聚糖海绵的预处理：将壳聚糖海绵置于质量分数为5％的NaOH水溶液中浸渍10min，然后水洗三次并冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa；
C、负载银颗粒：1)配制浓度为3mmol/L的银颗粒水溶液，银颗粒的平均粒径为25nm；2)将预处理后的壳聚糖海绵浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为24h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得净水元件，该净水元件以壳聚糖海绵为基体，壳聚糖海绵的孔径为10-200μm，在壳聚糖海绵的孔隙表面均匀地分布有纳米银颗粒。
实施例6
净水元件的制备采用以下步骤：
A、壳聚糖海绵的制备：1)以pH为2.4的乙酸为溶剂，配制质量分数为3％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为12h，压力为0.7-20Pa，即得壳聚糖海绵；
B、壳聚糖海绵的预处理：将壳聚糖海绵置于质量分数为5％的NaOH水溶液中浸渍10min，然后水洗三次并冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa；
C、负载银颗粒：1)配制浓度为3mmol/L的银颗粒水溶液，银颗粒的平均粒径为25nm；2)将预处理后的壳聚糖海绵浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为24h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-90℃，时间为24h，压力为0.7-20Pa，即得净水元件，该净水元件以壳聚糖海绵为基体，壳聚糖海绵的孔径为10-200μm，在壳聚糖海绵的孔隙表面均匀地分布有纳米银颗粒。
由上述实施例1-6制备的净水元件的结构参数以及对应的杀菌性能测试结果见表1。其中，银颗粒的质量浓度是指每克净水元件中银颗粒的质量；吸水率是指每克净水元件的吸水质量；除菌率是指充分吸水(原水)的净水元件在反应5min后所挤出的水体(净水)中的细菌死亡率，所述原水中含有浓度为108cfu/mL的大肠杆菌或枯草芽孢杆菌水体，“cfu”为菌落形成单位，指单位体积中的活菌个数；含银量为经净水元件处理所得净水中的的银颗粒含量。对照例1为实施例3的对照例，区别仅在于对照例1中的净水元件中不含有银颗粒。对照例2也为实施例3的对照例，区别在于对照例2中的净水元件为银颗粒，除菌率的测试所针对的水体体积为相同大小的实施例3的净水元件充分吸收的水体体积，除菌率的测试所使用的银颗粒质量为相同大小的实施例3的净水元件上所负载的银颗粒总质量。
从表1可以看出，与现有技术相比，实施例1-6的净水元件均具有优异的杀菌性能，具体表现为具有较高的吸水率、较高的除菌率和较低的含银量。其中，当壳聚糖的质量分数为1.5-1.7％时，所得净水元件具有最高的吸水率、除菌率和较低的含银量，这是由壳聚糖海绵的适宜的孔隙结构所决定的，此时的壳聚糖海绵的具有适宜的孔隙度，可以负载适量的银颗粒且银颗粒与壳聚糖的结合力强，因此所得净水元件的杀菌性能优异。随着壳聚糖质量分数的升高或降低，虽然净水元件的孔隙度对应地降低或升高，但对应的净水元件的吸水率、除菌率均有所下降，说明适宜的孔隙度对净水元件的杀菌性能具有重大影响。将对照例1、对照例2与实施例3对比可知，银颗粒的负载对最终净水元件的吸水率的影响微乎其微，而实施例3的除菌率远高于对照例1与对照例2的除菌率之和，说明，三维网状结构的壳聚糖海绵与银颗粒协同作用，显著提升了净水元件的除菌率。
Claims (10)
1.一种净水元件，其特征在于：包括具有三维网状孔隙的高分子多孔弹性基体和附着在高分子多孔弹性基体上的活性组分；所述活性组分为银颗粒；所述高分子多孔弹性基体为壳聚糖海绵。
2.如权利要求1所述的一种净水元件，其特征在于：所述壳聚糖海绵的制备方法包括以下步骤：1)以pH为2-7的弱酸为溶剂，配制质量分数为1-3％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，即得壳聚糖海绵。
3.如权利要求1所述的一种净水元件，其特征在于：所述净水元件的制备方法包括以下步骤：1)配制银颗粒溶液；2)将形状与净水元件匹配的高分子多孔弹性基体浸渍于所述银颗粒溶液中，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，即得净水元件。
4.如权利要求3所述的一种净水元件，其特征在于：所述银颗粒溶液的浓度为1-5mmol/L；所述浸渍的时间为6-72h；所述净水元件中银颗粒的质量浓度为4-12mg/g；所述银颗粒的平均粒度为20-100nm。
5.如权利要求3所述的一种净水元件，其特征在于：还包括在浸渍高分子多孔弹性基体之前对高分子多孔弹性基体进行预处理。
6.如权利要求1-5之一所述的一种净水元件，其特征在于：所述高分子多孔弹性基体的孔径为10-200μm，孔隙度为60-85％。
7.如权利要求1-5之一所述的一种净水元件，其特征在于：所述净水元件的杀菌率≥99.5％；所述净水元件的吸水率为40-80g/g；杀菌后水体的含银量≤22ug/mL。
8.净水元件的制备方法，所述净水元件包括具有三维网状孔隙的高分子多孔弹性基体和附着在多孔弹性基体上的活性组分，所述活性组分为银颗粒，所述高分子多孔弹性基体为壳聚糖海绵，所述方法包括以下步骤：1)配制浓度为1-5mmol/L的银颗粒溶液；2)将形状与净水元件匹配的高分子多孔弹性基体浸渍于所述银颗粒溶液中，浸渍时间为6-72h，得到净水元件前驱体；3)将所述净水元件前驱体冷冻干燥，即得净水元件。
9.如权利要求8所述的净水元件的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖海绵的制备方法包括以下步骤：1)以pH为2-7的弱酸为溶剂，配制质量分数为1-3％的壳聚糖溶液；2)将所述壳聚糖溶液倒入与净水元件形状匹配的模具中冷冻成模型；3)将所述模型冷冻干燥，即得壳聚糖海绵。
10.一种净水器，其特征在于：包括权利要求1-7之一所述的净水元件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610998802.5A CN106564997B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 净水元件、净水元件的制备方法及净水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610998802.5A CN106564997B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 净水元件、净水元件的制备方法及净水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106564997A true CN106564997A (zh) | 2017-04-19 |
| CN106564997B CN106564997B (zh) | 2020-04-03 |
Family
ID=58541899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610998802.5A Expired - Fee Related CN106564997B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 净水元件、净水元件的制备方法及净水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106564997B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1810298A (zh) * | 2006-01-17 | 2006-08-02 | 武汉理工大学 | 一种抑菌聚电解质多孔材料及其制备方法 |
| CN101596325A (zh) * | 2009-07-08 | 2009-12-09 | 中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所 | 纳米银生物海绵及其制备方法 |
| US20130267923A1 (en) * | 2006-05-26 | 2013-10-10 | Z-Medica, Llc | Clay-based hemostatic agents and devices for the delivery thereof |
| CN103613781A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-03-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于三维网状壳聚糖负载超疏水颗粒吸油海绵的制备方法 |
| CN104288841A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-01-21 | 武汉工程大学 | 一种具有弹性的多孔壳聚糖海绵的制备方法 |
| CN104910404A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-16 | 武汉工程大学 | 一种壳聚糖-甘油-纳米银海绵及其制备方法和应用 |
| CN105061796A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-18 | 中国科学院东北地理与农业生态研究所 | 一种改性壳聚糖海绵结构材料的制备方法及应用 |
| US20160046679A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-18 | Trustees Of Tufts College | Low molecular weight silk compositions and stabilizing silk compositions |
-
2016
- 2016-11-14 CN CN201610998802.5A patent/CN106564997B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1810298A (zh) * | 2006-01-17 | 2006-08-02 | 武汉理工大学 | 一种抑菌聚电解质多孔材料及其制备方法 |
| US20130267923A1 (en) * | 2006-05-26 | 2013-10-10 | Z-Medica, Llc | Clay-based hemostatic agents and devices for the delivery thereof |
| CN101596325A (zh) * | 2009-07-08 | 2009-12-09 | 中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所 | 纳米银生物海绵及其制备方法 |
| US20160046679A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-18 | Trustees Of Tufts College | Low molecular weight silk compositions and stabilizing silk compositions |
| CN103613781A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-03-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于三维网状壳聚糖负载超疏水颗粒吸油海绵的制备方法 |
| CN104288841A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-01-21 | 武汉工程大学 | 一种具有弹性的多孔壳聚糖海绵的制备方法 |
| CN104910404A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-16 | 武汉工程大学 | 一种壳聚糖-甘油-纳米银海绵及其制备方法和应用 |
| CN105061796A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-18 | 中国科学院东北地理与农业生态研究所 | 一种改性壳聚糖海绵结构材料的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106564997B (zh) | 2020-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104068014B (zh) | 一种铁皮石斛保鲜剂及保鲜方法 | |
| CN104894097B (zh) | 一种长效净水菌胶囊及其制备方法 | |
| CN102380318A (zh) | 具有高效脱硼率的反渗透膜及其制作方法 | |
| CN110452887B (zh) | 一种噬菌体保护剂及其应用 | |
| CN104313008A (zh) | 复合微生物制剂及其制备方法和应用 | |
| CN102618614A (zh) | 一种同时制备单环刺螠糖胺聚糖和抗菌肽的方法 | |
| CN110558323B (zh) | 一种双赖氨酸/枸杞多糖协同抗菌剂及制备方法及应用 | |
| KR100684603B1 (ko) | 미생물 고정화 담체의 제조방법 및 그에 의해 제조된미생물 고정화 담체 | |
| CN106564997A (zh) | 净水元件、净水元件的制备方法及净水器 | |
| CN111841496B (zh) | 一种快速制备载银活性炭的方法 | |
| CN104530274A (zh) | 一种利用超高交联树脂吸附分离古龙酸的方法 | |
| CN103951736B (zh) | 一种解淀粉芽孢杆菌ncpsj7抗菌蛋白产品及其制备方法 | |
| CN110734905A (zh) | 固定化微生物颗粒及其制备方法以及净化水质方法 | |
| CN204939785U (zh) | 一种壳聚糖面膜纸 | |
| CN104084055B (zh) | 一种银改性多孔陶瓷膜及其制备方法与应用 | |
| CN109097418B (zh) | 原位制备抗菌性细菌纤维素膜的方法 | |
| CN203700008U (zh) | 一种净水装置 | |
| CN109136214A (zh) | 一种固定化乳酸菌的制备方法及应用 | |
| CN104397027B (zh) | 抑菌剂及其制备方法和净水装置 | |
| CN102630542A (zh) | 一种红提葡萄颗粒膨大处理方法 | |
| CN107321055B (zh) | 具有杀菌功能的过滤材料及其制备方法 | |
| CN111019820B (zh) | 制备果胶寡糖的生物反应器和方法及其天然食品防腐剂 | |
| CN102380130A (zh) | 纳米银表面改性聚氨酯中心静脉导管及其制备方法 | |
| CN106381293A (zh) | 一种多糖‑聚氨酯共固定化生物吸附剂及其制备方法 | |
| CN108477149A (zh) | 一种植物杀菌用的悬乳剂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200403 |