CN106587292B - 一种杀菌型水净化材料及其制备方法 - Google Patents

一种杀菌型水净化材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种杀菌型水净化材料及其制备方法，上述杀菌型水净化材料，包括陶瓷球和纳米银；所述纳米银分布在所述陶瓷球表面，所述陶瓷球的粒径为30‑50毫米；所述陶瓷球的孔隙率为40‑65%；所述纳米银的粒径为12‑18纳米。本发明公开了上述杀菌型水净化材料的制备方法。

Description

一种杀菌型水净化材料及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理材料领域，特别涉及一种杀菌型水净化材料及其制备方法。
背景技术
随着人口的增长和工业的发展，水资源匮乏、特别是水质型缺水现象日益严重，如何将水进行有效处理后再回收利用成为了人们更多关注的问题。
水中的污染物的存在，不仅造成环境污染、生态破坏，而且严重危害人类健康。废水，尤其是工业废水，其重金属含量均较高，如果直接排放到水中时，会严重干扰水体的生态系统，因此，污水的处理势在必行。
静电纺丝就是流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种杀菌型水净化材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种杀菌型水净化材料，包括陶瓷球和纳米银；所述纳米银分布在所述陶瓷球表面，所述陶瓷球的粒径为30-50毫米；所述陶瓷球的孔隙率为40-65%；所述纳米银的粒径为12-18纳米。
所述的杀菌型水净化材料的具体的制备步骤如下：
1）将聚乙烯醇10重量份、去离子水80重量份混合均匀，静置5-10小时，超声10-20分钟；
2）依次加入柠檬酸钠0.2重量份、十二水硫酸铝钾0.3重量份，在搅拌条件下加入硝酸银1.5重量份，得到混合液；
3）将步骤（2）的所述混合液通过静电纺丝喷涂在陶瓷球表面，加热，冷却至室温，冲洗，烘干，得到杀菌型水净化材料。
所述静电纺丝的纺丝电压为18-22kv，静电纺丝时的室内温度为15-20℃，接收距离为 10-20cm。
步骤（3）中所述加热具体操作步骤为放入马弗炉中，升温至350℃并保温3-4小时，升温至500℃，保温1-2小时。
所述陶瓷球的制备步骤如下：
1）称取二氧化硅、碳酸钙、聚乳酸、壳聚糖纤维、聚赖氨酸、短切玻纤、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯，混合均匀，研磨10-20分钟；
2）将膨润土、氧化锌、硼酸锌混合均匀，并加入步骤（1）研磨后的产物中，在230℃下烘干3-5小时，在氮气气氛、780-880℃条件下烧结18-32分钟，降温，冲洗，烘干，得到所述陶瓷球。
所述二氧化硅、碳酸钙为经过粉碎、用180目过筛筛分后的。
步骤（2）中所述降温的速率为5摄氏度/分钟。
所述二氧化硅为65重量份、所述碳酸钙为5重量份、所述聚乳酸为5重量份、所述壳聚糖纤维为3重量份、所述聚赖氨酸为0.5重量份、所述短切玻纤为5重量份、所述癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯为2重量份、所述膨润土为4重量份、所述氧化锌为3重量份、所述硼酸锌为1重量份。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明通过加入一定比例的物料制备得到的陶瓷球，具有良好的力学强度，且具有较高的比表面积及孔隙率，内部具有良好的联通结构。
（2）本发明通过静电纺丝的方式将具有良好抗菌和净水功能的材料附着在具有良好比表面积的陶瓷球表面，提高了陶瓷球的比表面积，使得陶瓷球本身的水净化效率和水净化效果更好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
陶瓷球的制备步骤如下：
1）将二氧化硅、碳酸钙为经过粉碎、用180目过筛筛分；
2）称取上述过筛筛分后的二氧化硅65kg、过筛筛分后的碳酸钙5kg、聚乳酸5kg、壳聚糖纤维3kg、聚赖氨酸0.5kg、短切玻纤5kg、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯2kg，混合均匀，研磨10分钟；
3）将膨润土4kg、氧化锌3kg、硼酸锌1kg混合均匀，并加入步骤（2）研磨后的产物中，在230℃下烘干3小时，在氮气气氛、780℃条件下烧结18分钟，以5摄氏度/分钟降温，冲洗，烘干，得到陶瓷球。
测得陶瓷球的平均粒径为47毫米，陶瓷球的孔隙率为40%。
实施例2
陶瓷球的制备步骤如下：
1）将二氧化硅、碳酸钙为经过粉碎、用180目过筛筛分；
2）称取上述过筛筛分后的二氧化硅65kg、过筛筛分后的碳酸钙5kg、聚乳酸5kg、壳聚糖纤维3kg、聚赖氨酸0.5kg、短切玻纤5kg、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯2kg，混合均匀，研磨20分钟；
3）将膨润土4kg、氧化锌3kg、硼酸锌1kg混合均匀，并加入步骤（2）研磨后的产物中，在230℃下烘干5小时，在氮气气氛、880℃条件下烧结32分钟，以5摄氏度/分钟降温，冲洗，烘干，得到陶瓷球。
测得陶瓷球的平均粒径为32毫米，陶瓷球的孔隙率为65%。
实施例3
1）将聚乙烯醇10kg、去离子水80kg混合均匀，静置5小时，超声10分钟；
2）依次加入柠檬酸钠0.2kg、十二水硫酸铝钾0.3kg，在搅拌条件下加入硝酸银1.5kg，得到混合液；
3）将步骤（2）的混合液通过静电纺丝喷涂在陶瓷球表面，放入马弗炉中，升温至350℃并保温4小时，升温至500℃，保温1小时，冷却至室温，冲洗，烘干，得到杀菌型水净化材料。
其中，静电纺丝的纺丝电压为18kv，静电纺丝时的室内温度为15℃，接收距离为10cm。
通过扫描电镜，测得纳米银分布在陶瓷球表面，纳米银的粒径为12纳米。
实施例4
1）将聚乙烯醇10kg、去离子水80kg混合均匀，静置10小时，超声20分钟；
2）依次加入柠檬酸钠0.2kg、十二水硫酸铝钾0.3kg，在搅拌条件下加入硝酸银1.5kg，得到混合液；
3）将步骤（2）的混合液通过静电纺丝喷涂在陶瓷球表面，放入马弗炉中，升温至350℃并保温3小时，升温至500℃，保温2小时，冷却至室温，冲洗，烘干，得到杀菌型水净化材料。
其中，静电纺丝的纺丝电压为22kv，静电纺丝时的室内温度为20℃，接收距离为20cm。
通过扫描电镜，测得纳米银分布在陶瓷球表面，纳米银的粒径为18纳米。
将实施例3和4的杀菌型水净化材料放入待处理水中，测得经实施例3和4杀菌型水净化材料处理后的水中的重金属去除率分别为99%和98%，除菌率分别为98%和99%。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种杀菌型水净化材料，其特征在于，包括陶瓷球和纳米银；所述纳米银分布在所述陶瓷球表面，所述陶瓷球的粒径为30-50毫米；所述陶瓷球的孔隙率为40-65％；所述纳米银的粒径为12-18纳米；
所述的杀菌型水净化材料的具体的制备步骤如下：
1)将聚乙烯醇10重量份、去离子水80重量份混合均匀，静置5-10小时，超声10-20分钟；
2)依次加入柠檬酸钠0.2重量份、十二水硫酸铝钾0.3重量份，在搅拌条件下加入硝酸银1.5重量份，得到混合液；
3)将步骤(2)的所述混合液通过静电纺丝喷涂在陶瓷球表面，加热，冷却至室温，冲洗，烘干，得到杀菌型水净化材料；
其中，所述静电纺丝的纺丝电压为18-22kv，静电纺丝时的室内温度为15-20℃，接收距离为10-20cm；
其中，所述陶瓷球的制备步骤如下：
1)称取二氧化硅、碳酸钙、聚乳酸、壳聚糖纤维、聚赖氨酸、短切玻纤、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯，混合均匀，研磨10-20分钟；
2)将膨润土、氧化锌、硼酸锌混合均匀，并加入步骤(1)研磨后的产物中，在230℃下烘干3-5小时，在氮气气氛、780-880℃条件下烧结18-32分钟，降温，冲洗，烘干，得到所述陶瓷球。
2.根据权利要求1所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，其具体的制备步骤如下：
1)将聚乙烯醇10重量份、去离子水80重量份混合均匀，静置5-10小时，超声10-20分钟；
2)依次加入柠檬酸钠0.2重量份、十二水硫酸铝钾0.3重量份，在搅拌条件下加入硝酸银1.5重量份，得到混合液；
3)将步骤(2)的所述混合液通过静电纺丝喷涂在陶瓷球表面，加热，冷却至室温，冲洗，烘干，得到杀菌型水净化材料。
3.根据权利要求1所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的纺丝电压为18-22kv，静电纺丝时的室内温度为15-20℃，接收距离为10-20cm。
4.根据权利要求1所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热具体操作步骤为放入马弗炉中，升温至350℃并保温3-4小时，升温至500℃，保温1-2小时。
5.根据权利要求1所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，所述陶瓷球的制备步骤如下：
1)称取二氧化硅、碳酸钙、聚乳酸、壳聚糖纤维、聚赖氨酸、短切玻纤、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯，混合均匀，研磨10-20分钟；
2)将膨润土、氧化锌、硼酸锌混合均匀，并加入步骤(1)研磨后的产物中，在230℃下烘干3-5小时，在氮气气氛、780-880℃条件下烧结18-32分钟，降温，冲洗，烘干，得到所述陶瓷球。
6.根据权利要求5所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅、碳酸钙为经过粉碎、用180目过筛筛分后的。
7.根据权利要求5所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述降温的速率为5摄氏度/分钟。
8.根据权利要求5所述的杀菌型水净化材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅为65重量份、所述碳酸钙为5重量份、所述聚乳酸为5重量份、所述壳聚糖纤维为3重量份、所述聚赖氨酸为0.5重量份、所述短切玻纤为5重量份、所述癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯为2重量份、所述膨润土为4重量份、所述氧化锌为3重量份、所述硼酸锌为1重量份。
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