CN108176354A - 一种冰箱专用定型载银活性炭的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰箱专用定型载银活性炭的制备方法。所述方法是将椰壳活性炭和粘合剂以1：(0.4～1.5)的质量比进行捏合；加入适量硝酸银溶液，混匀，浸泡0.5～2h；再加入适量稀盐酸溶液，于20～40℃条件下处理0.5～2.5小时；将物料进行成型，于350～550℃煅烧0.8～2小时，制备得到定型载银活性炭。本发明的载银活性炭产品，载银量多，使用过程中不会发生银离子的脱落，且形状为定型颗粒状，适用于冰箱。本发明产品无需无纺布或者塑料壳包装即可以直接放置于冰箱的活性炭格中使用，填补了国内外市场上的空白。本发明方法制备的定型载银活性炭，比表面积大、孔隙发达、抗菌谱广、有效期长。

Description

一种冰箱专用定型载银活性炭的制备方法
技术领域
本发明属于活性炭领域，具体涉及一种冰箱专用定型载银活性炭的制备方法。
背景技术
随着人们经济和生活水平的提高，冰箱日渐成为家庭必需品。在使用期间不可避免会出现一些异味，而这些异味的来源主要有冰箱本来的气味以及后期使用过程当中食物的腐败气味。冰箱使用过程当中产生的异味气体作为微生物分解的产物，不仅引起人们的感官上的不快，而且还恶化了食品的原味，而导致食品腐败的主要原因是微生物的滋生，常见的微生物主要是细菌、酵母菌和霉菌。
银离子，可以看作是一种抗菌材料或者物质，它具有能够抑制微生物的生长、繁殖或杀死微生物的作用。银离子及化合物的抗菌作用早为人们所知，并得到广泛应用。银离子缓释杀菌抗菌机理是指在其使用过程中，抗菌剂缓慢释放出Ag+，因为Ag+在低浓度下即能破坏细菌细胞膜或强烈地吸引细菌体中酶蛋白的疏基，并迅速结合在一起，降低原生物活性酶的活性，具有抗菌作用。因而通过缓释Ag+，无机抗菌剂可发挥特久的抗菌效果。正是由于银的杀菌能力很强，又对人畜无任何伤害。所以经常被应用在生活的各个方面。
载银活性炭，利用活性炭对有害气体进行吸附后，通过银离子对甲醛、苯、氨等有害气体进行分解使有害气分解成二氧化碳和水，可有效消除各种异味，具有抗菌谱广、有效期长等优点。
目前关于制备载银活性炭的方法很多，包括浸渍法、掺杂法、电化学沉积法、还原法、超临界水浸渍法等。国内外的有关载银活性炭专利主要都是用果壳颗粒活性炭进行银离子的浸渍，后再进行烧结。其产品载银量少，形状为不定型小颗粒状，使用过程中还容易脱落，也不能通过风，容易掉落炭粉。所以目前市面上用于冰箱的载银活性炭，通常是用无纺布进行包装，将包装后的活性炭包放入冰箱；或者是将载银活性炭放入特制塑料盒中，放入冰箱，以克服上述载银活性炭的缺点而使其用于冰箱中。但是这些载银活性炭用于冰箱时需要无纺布袋或者特制的塑料盒进行包装，而这些外包装用的材料往往不能循环使用，造成一定浪费。此外，由于中国人多，人均居住面积小，采购方便，所以国人在冰箱中存放食品的时间不会太长，所需要的冰箱用载银活性炭在规格上要求不高。上述无纺布袋装的载银活性炭或者塑料盒装载银活性炭也可以满足需要。
然而，现如今，国外开始流行在大冰箱中设置专门的冰箱活性炭格，将定型载银活性炭直接放入其中，使用一段时间后，更换为新的定型载银活性炭。而且由于国外人均居住面积大，地广人稀的条件下决定了他们购物的频率大约为一周一次，所以有大量食物需要较长时间存储在冰箱中，而且国外人一个家庭通常拥有不止一个冰箱。与之相适应的，需要一个大块的定型载银活性炭来满足上述冰箱的需求。而规格增加的定型载银活性炭在载银量、性状大小、是否掉落炭粉，以及通风方面的要求就更高了。目前国内市场上还没有任何产品可以符合上述要求。
申请号CN 201410279704.7的中国专利“一种载银椰壳活性炭的制造方法”。所述方法是将将优质颗粒椰壳活性炭用RO纯水反复清洗，直至活性炭的表面浮灰和孔径内粉尘洗净；用脱水离心机对椰壳活性炭进行脱水，再将椰壳活性炭放入干燥炉进行干燥，干燥完毕后取出；将硝酸银、RO水和氨水融合，并且离子化，均匀喷洒在颗粒活性炭上，再放入煅烧炉煅烧，促进起深度反应，使离子化硝酸银固化在椰壳活性炭表层及孔隙内；将煅烧后的椰壳活性炭进行冷却，得到载银椰壳活性炭。这样得到的载银椰壳活性炭，其银离子是附着在活性炭的表层以及空隙内，载银量少，而且附着不牢固，容易脱银。此外，得到的载银椰壳活性炭仍为颗粒状，不能获得一体成型的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以直接放置于冰箱的活性炭格中使用的冰箱专用定型载银活性炭及其制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种固定放置有本发明定型载银活性炭的冰箱。
本发明所采取的技术方案是：
一种定型载银活性炭的制备方法，包括下列步骤：
(1)将椰壳活性炭和粘合剂以1：(0.4～1.5)的质量比进行捏合；
(2)加入适量硝酸银溶液，混匀，浸泡0.5～2h；其中，所加入的硝酸银溶液中硝酸银溶质的质量占椰壳活性炭质量的1‰-10‰；
(3)加入适量稀盐酸溶液，于20～40℃条件下处理0.5～2.5小时；
(4)将物料进行成型，在惰性气体保护下于350～550℃煅烧0.8～2小时，制备得到定型载银活性炭。
优选的，所述椰壳活性炭需粉碎至200目以下，水分烘干到5％以下。
本发明选用椰壳活性炭为原材料，可以自行制备，或者购买市面上现有椰壳活性炭产品。
椰壳活性炭，选用以优质的椰子壳为原材料，经过炭化、活化成具有孔隙发达、吸附性能好、强度高、易再生、经济耐用等优点。产品主要用于饮用水、纯净水、制酒、饮料、工业污水的净化、脱色、脱氯、除臭；也可用于炼油行业的脱硫醇等。
现有技术中是直接采用椰壳活性炭，不做粉碎处理，直接浸泡在硝酸银溶液中，再进行煅烧。所得到的载银椰壳活性炭，其银离子是附着在活性炭的表层以及空隙内，载银量少，而且附着不牢固，容易脱银。此外，得到的载银椰壳活性炭仍为颗粒状，不能获得一体成型的产品。
本发明将椰壳活性炭先行粉碎，得到粉末状的椰壳活性炭，将活性炭研磨成粉末，再浸泡银离子，有利于银离子充分地和活性炭进行吸附，后再成型，可以提高载银量，而且银离子牢固不易脱落。将粉末状的椰壳活性炭烘干至水分在5％以下，以防止水分中有其他离子的干扰作用。
优选的，所述粘合剂为粘土，所述粘土优选为高岭土。
优选的，所述粘土是经过稀盐酸浸泡清洗处理至pH为4～5且粒度在200目以下的粘土。
通过上述处理，可以去除粘土中的杂质和改善粘土表面分子特性，使得产品载银后更牢固不易脱落。
优选的，将椰壳活性炭和粘土以1：(0.5～1)的质量比进行捏合。
优选的，捏合是在一定压力下初步使得物料成型，按照现有技术的常规方法进行即可。通常来说捏合是依靠捏合机来完成的。
优选的，硝酸银溶液是用纯水稀释硝酸银配置得到。
纯水中没有其他离子，而非纯水里通常含有大量的氯离子，氯离子和银离子反应生成沉淀了，所以此处限定为纯水配置得到硝酸银溶液。
硝酸银溶液浸泡椰壳活性炭的浸泡时间久一点有利于椰壳活性炭充分吸收银离子，效果会更好。
优选的，所加入的硝酸银溶液中硝酸银溶质的质量占椰壳活性炭质量的1‰～6‰。
优选的，所加入的稀盐酸溶液中盐酸溶质的添加量为椰壳活性炭质量的1.1‰～2.1‰，于20～40℃条件下处理0.7～1.5小时。
本发明中通过加入稀盐酸，将硝酸银反应生成氯化银，牢牢固定在椰壳活性炭整体中，包括表层、空隙及内部。
优选的，将物料进行成型，在惰性气体保护下于400～500℃煅烧0.8～2小时，制备得到定型载银活性炭。
上述任一项所述制备方法制备得到的定型载银活性炭。
上述任一项所述制备方法制备得到的定型载银活性炭在冰箱中的用途。
一种冰箱，所述冰箱中固定放置有上述任一项所述方法制备得到的定型载银活性炭。
优选的，所述冰箱中设置有活性炭格，活性炭格中可以固定放置上述任一项所述方法制备得到的定型载银活性炭。
本发明的活性炭产品可以根据要求，定制成各种规格。包括100mm*40mm*40mm、100mm*20mm*40mm、100mm*40mm*20mm、100mm*20mm*20mm、100mm*40mm*30mm等。
本发明的有益效果是：
本发明采用椰壳粉末活性炭为载体，与酸洗过的粘结剂混合均匀再与千分之四的硝酸银混合均匀，反应半个小时后加稀盐酸，再混合均匀后进行成型和在惰性气体保护下进行高温煅烧而得到。
本发明的载银活性炭产品，载银量多，使用过程中不会发生银离子的脱落，且形状为定型颗粒状，适用于冰箱。
本发明的方法制备的载银活性炭，比表面积大、孔隙发达、抗菌谱广、有效期长；该产品主要应用在冰箱当中，旨在解决冰箱在使用过程当中所产生的异味，直接提升用户体验。
附图说明
图1为本发明的定型载银活性炭。
具体实施方式
实施例中所用的粘土为高岭土。
将粘土经过稀盐酸浸泡清洗处理至pH为4～5，且粒度在200目以下的粘土。
实施例中所用的粘土均为经过本处理后的粘土。
下面结合具体的实施例和对比例对本发明进行进一步的说明，但不限于此。
实施例1
一种定型载银活性炭的制备方法，包括下列步骤：
(1)将椰壳活性炭和粘土以1：0.6的质量比进行捏合；
(2)加入硝酸银溶液，其中硝酸银的质量占椰壳活性炭质量的2‰，且用纯水配置得到所述硝酸银溶液；混匀，1.5h；
(3)加入适量稀盐酸溶液，其中盐酸的质量为椰壳活性炭质量的1.2‰，于室温条件下处理1.5小时；
(4)将物料进行成型，在惰性气体保护下于450℃煅烧1.5小时，制备得到定型载银活性炭。所述定型载银活性炭产品的体积为100*40*40mm。
将所制备的成型载银活性炭在纯水中浸泡24h后，测定银的释放量以分析活性炭的载银量以及载银效率等质量效果。
实施例2
一种定型载银活性炭的制备方法，包括下列步骤：
(1)将椰壳活性炭和粘土以1：0.5的质量比进行捏合；
(2)加入硝酸银溶液，其中硝酸银的质量占椰壳活性炭质量的3‰，且用纯水配置得到所述硝酸银溶液；混匀，浸泡1.2h；
(3)加入适量稀盐酸溶液，其中盐酸的质量为椰壳活性炭质量的1.2‰，于室温条件下处理1.5小时；
(4)将物料进行成型，在惰性气体保护下于430℃煅烧1.5小时，制备得到定型载银活性炭。所述定型载银活性炭产品的体积为100mm*40mm*30mm。
将所制备的成型载银活性炭在纯水中浸泡24h后，测定银的释放量以分析活性炭的载银量以及载银效率等质量效果。
实施例3
一种定型载银活性炭的制备方法，包括下列步骤：
(1)将椰壳活性炭和粘土以1：0.6的质量比进行捏合；
(2)加入硝酸银溶液，其中硝酸银的质量占椰壳活性炭质量的4‰，且用纯水配置得到所述硝酸银溶液；混匀，浸泡1.5h；
(3)加入适量稀盐酸溶液，其中盐酸的质量为椰壳活性炭质量的1.5‰，于室温条件下处理1.3小时；
(4)将物料进行成型，在惰性气体保护下于450℃煅烧1.6小时，制备得到定型载银活性炭。所述定型载银活性炭产品的体积为100mm*40mm*20mm。产品效果图见图1。
将所制备的成型载银活性炭在纯水中浸泡24h后，测定银的释放量以分析活性炭的载银量以及载银效率等质量效果。
实施例4
一种定型载银活性炭的制备方法，包括下列步骤：
(1)将椰壳活性炭和粘土以1：0.8的质量比进行捏合；
(2)加入硝酸银溶液，其中硝酸银的质量占椰壳活性炭质量的4‰，且用纯水配置得到所述硝酸银溶液；混匀，浸泡1.4h；
(3)加入适量稀盐酸溶液，其中盐酸的质量为椰壳活性炭质量的1.5‰，于室温条件下处理1.4小时；
(4)将物料进行成型，在惰性气体保护下于430℃煅烧1.8小时，制备得到定型载银活性炭。所述定型载银活性炭产品的体积为100mm*20mm*40mm。
将所制备的成型载银活性炭在纯水中浸泡24h后，测定银的释放量以分析活性炭的载银量以及载银效率等质量效果。
实施例5
一种定型载银活性炭的制备方法，包括下列步骤：
(1)将椰壳活性炭和粘土以1：0.6的质量比进行捏合；
(2)加入硝酸银溶液，其中硝酸银的质量占椰壳活性炭质量的5‰，且用纯水配置得到所述硝酸银溶液；混匀，浸泡1.5h；
(3)加入适量稀盐酸溶液，其中盐酸的质量为椰壳活性炭质量的2.0‰，于室温条件下处理1.3小时；
(4)将物料进行成型，在惰性气体保护下于460℃煅烧2小时，制备得到定型载银活性炭。所述定型载银活性炭产品的体积为100mm*20mm*20mm。
将所制备的成型载银活性炭在纯水中浸泡24h后，测定银的释放量以分析活性炭的载银量以及载银效率等质量效果。
将上述实施例制备得到的活性炭进行相关参数测定，结果见表1。
表1成型活性炭的制备方法及结果
从表1可知：通过实验分析得到最佳的工艺条件如实施例3，产品具有较高的吸附指标、具有较高的杀菌率和抗压强度，此外还具有较好的载银效率。此种工艺产品其独特性能指标。上述几个实施例中，实施例1和2具有较高碘的吸附和抗压强度，但是载银效率不佳，杀菌率效果较差，产品的使用周期不能满足使用的需求。实施例4和5具有较高的杀菌率效果，但产品的吸附性能不足，在使用的过程中去除异味的效果不理想。
实施例4中由于粘土的添加量过多，虽然提升了抗压强度，但是也影响了活性炭的孔隙分布，降低了吸附效果。本发明方法制备的定型载银活性炭，比表面积大、孔隙发达、抗菌谱广、有效期长。本发明产品无需无纺布或者塑料壳包装即可以直接放置于冰箱的活性炭格中使用，填补了国内外市场上的空白。
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 (10)

1.一种定型载银活性炭的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
将椰壳活性炭和粘合剂以1：(0.4～1.5)的质量比进行捏合；
加入适量硝酸银溶液，混匀，浸泡0.5～2h；其中，所加入的硝酸银溶液中硝酸银溶质的质量占椰壳活性炭质量的1‰～10‰；
加入适量稀盐酸溶液，于20～40℃条件下处理0.5～2.5小时；
将物料进行成型，在惰性气体保护下于350～550℃煅烧0.8～2小时，制备得到定型载银活性炭。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述椰壳活性炭需粉碎至200目以下，水分烘干到5％以下。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述粘合剂为粘土，所述粘土优选为高岭土。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述粘土是经过稀盐酸浸泡清洗处理至pH为4～5且粒度在200目以下的粘土。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：将椰壳活性炭和粘土以1：(0.5～1)的质量比进行捏合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：所加入的硝酸银溶液中硝酸银溶质的质量占椰壳活性炭质量的1‰～6‰。
7.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：将物料进行成型，在惰性气体保护下于400～500℃煅烧0.8～2小时，制备得到定型载银活性炭。
8.权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的定型载银活性炭。
9.权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的定型载银活性炭在冰箱中的用途。
10.一种冰箱，其特征在于：所述冰箱中固定放置有1-7任一项所述制备方法制备得到的定型载银活性炭。
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