CN108285345A - 一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的是一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，所述制备工艺包括以下具体步骤，竹炭粉制备，纳米银竹炭粉浆料的配制，陶瓷泥料的配制，陶瓷造粒处理，陶瓷颗粒坯体的干燥，陶瓷颗粒的烧制，得到纳米银竹炭陶粒。本发明制得的竹炭陶瓷颗粒不仅具有竹炭陶瓷颗粒的功效，而且可以持久地含有具有抗菌功效的纳米银离子，使竹炭陶瓷颗粒制品具有持久长效的抗菌性能，从而提高了竹炭陶瓷颗粒制品的自洁性，耐污性，增加其抗菌和抑菌的能力。

Description

一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺
技术领域
本发明涉及的是竹炭陶瓷制品的加工技术领域，更具体地说是一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺。
背景技术
竹炭是一种优秀的吸附材料，它具有孔洞多，比表面积大，吸附能力强等特点，而且竹炭原料竹子的生长周期短，来源丰富，它不仅可以用于燃料、空气净化除臭、环保净水、土壤改良、环境调湿等方面，而且可用于抗辐射与电磁屏蔽素材、阻燃复合材料、果蔬保鲜材料、卫生保健材料以及工业用半导体材料等高新技术领域，因此对竹炭进行深加工利用，不仅可以缓解资源压力问题，而且可以保护环境走可持续发展道路。
近年来，借助多孔材料的内外表面为主体进行纳米微粒的自组装及负载合成技术已成为纳米材料领域的研究热点，银型抗菌剂在安全性、持久性、抗菌性、耐热性等方面具有比有机抗菌剂更加优良的性能。国外有众多学者对纳米银型抗菌剂在不同材料中的组装制备进行了深入的研究，特别是日本在这方面的研究取得了比较大的进展，并且部分成果已经实现了产业化。
纳米银抗菌剂的杀菌机理：一是银离子的接触反应，即抗菌制品中的银离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两都牢固吸附，银离子穿透细胞壁进入细胞内，并与其（-SH）基团反应，使蛋白凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。二是光催化反应，物质表面分布的微量银，在光的作用下，能起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基（OH-）和活性氧离子（O-2），活性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。
如何将竹炭及催物化纳米银共同作用于陶瓷制品中，是本领域的技术人员所研究的一个重要方向。中国专利授权公告号为：CN104478462 B公开的一种涂覆催化材料的微晶竹炭陶珠及其制备方法，该方案中披露了在竹炭陶珠上涂覆催化材料，使该竹炭陶珠具有该催化材料的催化效果，催化材料包括纳米银涂料，使该竹炭陶珠与催化材料结合形成复合催化体。但是该方案中只是简单地将竹炭陶珠放入于催化材料的悬浮液进行粘涂，使其表面附着催化物材料层，其工艺简单粗糙，催化材料纳米银溶液使用量巨大，而且陶珠表面的催化材料层其均匀度、平整度，都无法稳定保证；另一方面，该方案的竹炭陶珠只是表面简单附着催化物材料层，一旦陶珠表面受损或表面附着层遭到磨损，都会严重地影响该催化材料的功效。
因此，本领域生产企业，迫切地需要一种不仅可以使纳米银催化材料使用量低，降低生产成本低，而且能够保证该陶瓷制品具有持久的纳米银催化材料功效的生产工艺，使该复合瓷器更有利于企业的生产、推广与应用。
发明内容
本发明公开的是一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，所述制备工艺包括以下具体步骤：
步骤一：竹炭粉制备，
1）将竹炭进行研磨，得到竹炭细粉；
2）然后将该竹炭细粉在80-90°C的环境下烘干2小时；
3）再使用筛选设备对烘干后的竹炭细粉进行筛选，得到10-25μm的竹炭粉；
步骤二：纳米银竹炭粉浆料的配制，
1）常温常压下，将高浓度的纳米银溶液加入到容器池中，并往容器池内逐渐地加入水溶液进行稀释，得到纳米银水溶液，其中，高浓度纳米银水溶液的纳米银与纳米银水溶液的质量比为0.35-0.45:100；
2）将纳米银水溶液加入到步骤一制得的竹炭粉中，并进行混合搅拌，得到混合浆料，其中，纳米银与竹炭粉的质量比为0.8-1.0:100；
3）在常压、温度为55-65°C的环境中，将该混合浆料进行超生波震动混合，得到纳米银竹炭粉浆料；
步骤三：陶瓷泥料的配制，
将陶瓷土混合加入到步骤三得到的无气泡的纳米银竹炭粉浆料中，并使用混合搅拌设备进行混料，得到瓷砖泥料，其中，陶瓷土与纳米银竹炭粉浆料中的竹炭粉的质量份数比为20-30份:45-50份；
步骤四：陶瓷造粒处理，
采用造粒机设备将步骤三得到的陶瓷泥料制成5-20mm的球状结构的陶瓷颗粒坯体；
步骤五：陶瓷颗粒坯体的干燥，
将步骤四得到的陶瓷颗粒坯体在90-100°C的环境下干燥3-4小时；
步骤六：陶瓷颗粒的烧制
将步骤五得到的干燥陶瓷颗粒坯体在惰性气体的保护下，先以5°C/min的速度进行加热升温，当温度达到560°C时，保持一小时，然后再以10°C/min的速度进行加热升温，当温度达到1200°C时，保持35分钟，然后冷却至室温，得到纳米银竹炭陶粒。
更进一步，所述步骤二中，纳米银水溶液的纳米银与纳米银水溶液的质量比为0.4:100。
更进一步，所述步骤二中，混合浆料的纳米银与竹炭粉的质量比为0.9:100。
更进一步，所述步骤二中，超声波震动混合的时间为20分钟。
更进一步，所述步骤三中，陶瓷土与纳米银竹炭粉浆料中的竹炭粉的质量份数比为25份:50份。
一种包括上述制备工艺的纳米银微晶竹炭陶粒制品。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明先将纳米银溶液通过超声波技术与竹炭粉浆液进行混合提取，使纳米银催化物充分地结合到竹炭粉结构中，这样，通过该竹炭粉混合制得的竹炭陶瓷颗粒不仅具有竹炭陶瓷颗粒的功效，而且可以持久地含有具有抗菌功效的纳米银离子，使竹炭陶瓷颗粒制品具有持久长效的抗菌性能，从而提高了竹炭陶瓷颗粒制品的自洁性，耐污性，增加其抗菌和抑菌的能力。
2、本发明工艺在制备过程中，改变了传统的催化物表面涂覆的加工工艺，不仅可以极大地节省催化物纳米银的使用量，降低企业的生产成本，而且可以使催化物纳米银的功效更长持有效地得以保持，提高竹炭陶瓷颗粒制品的实际抗菌、抑菌和杀菌功效，提高竹炭陶瓷颗粒制品的产品品质。
具体实施方式
一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，所述制备工艺包括以下具体步骤：
步骤一：竹炭粉制备，
1）将竹炭进行研磨，得到竹炭细粉；
2）然后将该竹炭细粉在80-90°C的环境下烘干2小时；
3）再使用筛选设备对烘干后的竹炭细粉进行筛选，得到10-25μm的竹炭粉；
步骤二：纳米银竹炭粉浆料的配制，
1）常温常压下，将高浓度的纳米银溶液加入到容器池中，并往容器池内逐渐地加入水溶液进行稀释，得到纳米银水溶液，其中，高浓度纳米银水溶液的纳米银与纳米银水溶液的质量比为0.35-0.45:100；
2）将纳米银水溶液加入到步骤一制得的竹炭粉中，并进行混合搅拌，得到混合浆料，其中，纳米银与竹炭粉的质量比为0.8-1.0:100；
3）在常压、温度为55-65°C的环境中，将该混合浆料进行超生波震动混合，得到纳米银竹炭粉浆料；
步骤三：陶瓷泥料的配制，
将陶瓷土混合加入到步骤三得到的无气泡的纳米银竹炭粉浆料中，并使用混合搅拌设备进行混料，得到瓷砖泥料，其中，陶瓷土与纳米银竹炭粉浆料中的竹炭粉的质量份数比为20-30份:45-50份；
步骤四：陶瓷造粒处理，
采用造粒机设备将步骤三得到的陶瓷泥料制成5-20mm的球状结构的陶瓷颗粒坯体；
步骤五：陶瓷颗粒坯体的干燥，
将步骤四得到的陶瓷颗粒坯体在90-100°C的环境下干燥3-4小时；
步骤六：陶瓷颗粒的烧制
将步骤五得到的干燥陶瓷颗粒坯体在惰性气体的保护下，先以5°C/min的速度进行加热升温，当温度达到560°C时，保持一小时，然后再以10°C/min的速度进行加热升温，当温度达到1200°C时，保持35分钟，然后冷却至室温，得到纳米银竹炭陶粒。
更进一步，所述步骤二中，纳米银水溶液的纳米银与纳米银水溶液的质量比为0.4:100。
更进一步，所述步骤二中，混合浆料的纳米银与竹炭粉的质量比为0.9:100。
更进一步，所述步骤二中，超声波震动混合的时间为20分钟。
更进一步，所述步骤三中，陶瓷土与纳米银竹炭粉浆料中的竹炭粉的质量份数比为25份:50份。
一种包括上述制备工艺的纳米银微晶竹炭陶粒制品。
1、本发明先将纳米银溶液通过超声波技术与竹炭粉浆液进行混合提取，使纳米银催化物充分地结合到竹炭粉结构中，这样，通过该竹炭粉混合制得的竹炭陶瓷颗粒不仅具有竹炭陶瓷颗粒的功效，而且可以持久地含有具有抗菌功效的纳米银离子，使竹炭陶瓷颗粒制品具有持久长效的抗菌性能，从而提高了竹炭陶瓷颗粒制品的自洁性，耐污性，增加其抗菌和抑菌的能力。
2、本发明工艺在制备过程中，改变了传统的催化物表面涂覆的加工工艺，不仅可以极大地节省催化物纳米银的使用量，降低企业的生产成本，而且可以使催化物纳米银的功效更长持有效地得以保持，提高竹炭陶瓷颗粒制品的实际抗菌、抑菌和杀菌功效，提高竹炭陶瓷颗粒制品的产品品质。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下具体步骤：
步骤一：竹炭粉制备，
1）将竹炭进行研磨，得到竹炭细粉；
2）然后将该竹炭细粉在80-90°C的环境下烘干2小时；
3）再使用筛选设备对烘干后的竹炭细粉进行筛选，得到10-25μm的竹炭粉；
步骤二：纳米银竹炭粉浆料的配制，
1）常温常压下，将高浓度的纳米银溶液加入到容器池中，并往容器池内逐渐地加入水溶液进行稀释，得到纳米银水溶液，其中，高浓度纳米银水溶液的纳米银与纳米银水溶液的质量比为0.35-0.45:100；
2）将纳米银水溶液加入到步骤一制得的竹炭粉中，并进行混合搅拌，得到混合浆料，其中，纳米银与竹炭粉的质量比为0.8-1.0:100；
3）在常压、温度为55-65°C的环境中，将该混合浆料进行超生波震动混合，得到纳米银竹炭粉浆料；
步骤三：陶瓷泥料的配制，
将陶瓷土混合加入到步骤三得到的无气泡的纳米银竹炭粉浆料中，并使用混合搅拌设备进行混料，得到瓷砖泥料，其中，陶瓷土与纳米银竹炭粉浆料中的竹炭粉的质量份数比为20-30份:45-50份；
步骤四：陶瓷造粒处理，
采用造粒机设备将步骤三得到的陶瓷泥料制成5-20mm的球状结构的陶瓷颗粒坯体；
步骤五：陶瓷颗粒坯体的干燥，
将步骤四得到的陶瓷颗粒坯体在90-100°C的环境下干燥3-4小时；
步骤六：陶瓷颗粒的烧制
将步骤五得到的干燥陶瓷颗粒坯体在惰性气体的保护下，先以5°C/min的速度进行加热升温，当温度达到560°C时，保持一小时，然后再以10°C/min的速度进行加热升温，当温度达到1200°C时，保持35分钟，然后冷却至室温，得到纳米银竹炭陶粒。
2.根据权利要求1所述的一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，纳米银水溶液的纳米银与纳米银水溶液的质量比为0.4:100。
3.根据权利要求1所述的一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，混合浆料的纳米银与竹炭粉的质量比为0.9:100。
4.根据权利要求1所述的一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，超声波震动混合的时间为20分钟。
5.根据权利要求1所述的一种用于净化空气的纳米银竹炭陶粒的制备工艺，其特征在于：所述步骤三中，陶瓷土与纳米银竹炭粉浆料中的竹炭粉的质量份数比为25份:50份。
6.一种包括上述制备工艺的纳米银微晶竹炭陶粒制品。
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