CN109331786A - 一种利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种杀死水中微生物细菌的净水材料制作方法，属于净水材料领域。本发明采集大蒜秸秆废弃物，洗净晒干、粉碎、筛分，得到颗粒物；将颗粒物于水或者碱性溶液中，反复浸泡换水、沥干后；再于食品级无机酸或小分子量有机酸中，反复浸泡换溶液、沥干；而后又在含有单一金属银或铜离子的水溶液中浸泡换溶液沥干；最后沥干处理得到的粉末颗粒材料再与还原剂溶液接触、搅拌、过滤、高温下处理，固化烘干后即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料。尤其适用于野外临时汲水即时便捷净化获取饮用安全水的场合。采用本发明材料与水混合均匀后，浸泡保持10分钟以上，再采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除了水中重金属、拦截了寄生虫及其卵异物的净水。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速杀死水中微生物细菌的净水材料制作方法，尤其适用于野外临时汲水即时便捷净化获取饮用安全水的场合。
技术背景
在野外活动的时候(旅行、行军、科考等)，随手汲取身边的地表水，以基本满足安全饮用要求。这样的场合非常普遍。但是，由于暴露在环境中，野外的水源很容易含有细菌、寄生虫、病毒或其它有毒成分等，尤其水在不流动的情况下容易滋生出许多细菌、病毒。如大肠杆菌会引起肠胃炎、腹泻、泌尿系感染、胆囊炎等；沙门氏菌会引起伤寒、副伤寒等；去贺氏菌会引起细菌性痢等疾；溶血性链球菌会引起溶血性黄胆病。历史上，由于生喝不洁饮水而导致的疾病甚至身亡的事件，数不胜数，譬如，20世纪之前，饮用水不洁导致霍乱、疟疾等疾病流行。据说，天才的音乐家柴可夫斯基就是饮用了霍乱菌污染的不洁水而死。直至今天，此类不幸的事件仍在世界各地频频发生。2006年联合国开发计划署估计，每年死于痢疾的人比死于军事冲突的人数要高6倍。而饮用肮脏水源通常是导致痢疾的主要原因。每年仅仅死于和饮水有关疾病的儿童就有2百万，全世界平均每天就有5000名儿童死于不干净的饮水。大部份没有干净饮水的人口都生活在亚洲。亚洲拥有世界最多生活在贫困线以下的人口。因此总的说来，亚太地区的饮水和卫生问题也是最严重的。
随着淡水资源的日益减少，全球人口数量的不断增长，如何保证人类的生命之源能够洁净、安全地稳定供应，一直都将是一个永恒的主题。在城市及村落中，由于公共净水技术的发展，已经较好地满足了大型、固定场所的饮用水供应问题，但是，在那些移动的场所，如野外考察、野外旅行途中、野外行军中，都会遇到因地制宜地取水安全问题。对于此问题的解决方案，常见有三种：第一种，煮沸。这是最实用，也最有效的手段了。缺点就是浪费燃料，而且比较耗时间。在某些场合，并不是一种普适、方便的方法，而且从可携带的方便性而言，也是比较累赘的一种方式。比如有专门供应周末露营人士用的小型液化罐及户外烧水壶成套装置，对于个人携带而言，显然没有载具的时候是非常不方便的。第二种，净水药片。以化学的方式进行净化，多半使用的是氯和碘。市场上的主流是用碘。碘片净水的优点是便宜，方便，轻巧。但比较耗时，一般加入净水药片后20分钟左右才能喝。缺点一是有异味异色。二是有些病毒无法去除。三是容易引起过敏，同时会和某些食物或是用具起化学反应，四，是没法脱除多数重金属。第三种，以过滤的方式去除细菌、原生动物及它们的卵。使用过滤装置的好处是即时可以喝到水，几乎不需要等待，可以有效降低水的硬度，而且也是最安全的净水方式。但是，最关键的是这种过滤材料的制作，乃是决定过滤水质量是否安全合格的诀窍所在。
发明内容
本发明公开了一种利用制作同时具有吸附重金属和杀菌作用的颗粒物产品，并配备合适的过滤纸张一起配套使用，达到杀菌、吸附脱除重金属、拦截滤除寄生虫及其卵等颗粒物的方法，可以用于野外湖泊、河流、小溪等水源的即时净化和消毒，使其可以达到安全饮用的标准。
一种利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于具体制备步骤如下：
1)采集大蒜秸秆废弃物，包括叶、杆、茎、须、蒂等部位，以水洗涤干净后，晒干备用；
2)将步骤1)晒干后的产物粉碎、筛分，得到粒度小于0.5mm的颗粒物；
3)将步骤2)所述颗粒物浸泡于水或者碱性溶液中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地溶解出其中的可溶性小分子组分，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
4)将步骤3)沥干后的产物浸泡于食品级无机酸或小分子量有机酸中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
5)将步骤4)沥干处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在1mM～1M的含有单一金属银或铜离子的水溶液中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
6)将步骤5)沥干处理得到的粉末颗粒材料再与0.01M～1M的还原剂溶液接触，搅拌1～120分钟，然后过滤、经过150摄氏度以上温度的高温下处理以进一步固化，烘干后即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料。
进一步地，步骤3)所述颗粒物浸泡于水或者碱性溶液的液/固质量比控制在1以上，为了保证效果，浸泡温度可保持在50摄氏度以上。
进一步地，步骤4)所述食品级无机酸包括盐酸、硫酸、硝酸、醋酸等；小分子量有机酸包括柠檬酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸等，液/固质量比控制在1以上，为了保证效果，浸泡温度可保持在60摄氏度以上。
进一步地，步骤5)所述颗粒材料与含有单一金属银或铜离子的水溶液的液/固质量比控制在1以上，溶液pH控制在3～6之间；为了保证效果，浸泡温度可保持在35摄氏度以上。
进一步地，步骤6)所述的还原剂为抗坏血酸、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、水合肼、硼氢化钠等。
进一步地，将步骤6)烘干后获得净水材料与水按照质量比例为1：1～100混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除了水中重金属、拦截了寄生虫及其卵异物的净水。
本发明中净水材料，可以有效地快速杀死水中的细菌、病毒、寄生虫等，将杀菌后的水采用过滤的方式分离出，即可获得安全饮用的净水。
本发明制备得到的颗粒物产品不仅能脱除水中重金属、拦截寄生虫及其卵等异物，得到净水，还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
具体实施方式
实施例1
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于0.2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2％碳酸钠溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于35℃含有0.10mol/L碳酸氢钠溶液中(液/固质量比控制在3)，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换0.1M HAc溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后经过烘干，破碎成小于0.2mm的颗粒粉末备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在10mM的含有单一金属银离子的水溶液中(液/固质量比控制在1以上)，溶液pH控制在4之间；每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，沥水至干后备用；为保证效果，可保持水温在35摄氏度以上；将经历过此轮处理得到的粉末颗粒材料与0.1M的抗坏血酸溶液接触，搅拌120分钟，经过过滤、180摄氏度处理，烘干后，备用，即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料；将以上获得的负载了银的粉末物料，将其与水按照质量比例为1：50混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后将其采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除水中重金属及拦截了寄生虫及其卵等异物的净水。以上吸附材料还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
实施例2
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于0.2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2％碳酸钠溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于35℃含有0.10mol/L碳酸氢钠溶液中(液/固质量比控制在3)，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换0.1M HNO3溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后经过烘干，破碎成小于0.2mm的颗粒粉末备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在20mM的含有单一金属银离子的水溶液中(液/固质量比控制在1以上)，溶液pH控制在4之间；每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，沥水至干后备用；为保证效果，可保持水温在35摄氏度以上；将经历过此轮处理得到的粉末颗粒材料与0.1M的水合肼溶液接触，搅拌120分钟，经过过滤、175摄氏度真空处理，烘干后，备用，即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料；将以上获得的负载了银的粉末物料，将其与水按照质量比例为1：200混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后将其采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除水中重金属及拦截了寄生虫及其卵等异物的净水。以上吸附材料还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
实施例3
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于0.2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2％碳酸钠溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于35℃含有0.10mol/L碳酸氢钠溶液中(液/固质量比控制在3)，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换0.05M柠檬酸溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后经过烘干，破碎成小于0.2mm的颗粒粉末备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在10mM的含有单一金属银离子的水溶液中(液/固质量比控制在1以上)，溶液pH控制在4之间；每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，沥水至干后备用；为保证效果，可保持水温在35摄氏度以上；将经历过此轮处理得到的粉末颗粒材料与0.05M的硼氢化钠溶液接触，搅拌30分钟，经过过滤、150摄氏度处理，烘干、备用，即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料；将以上获得的负载了银的粉末物料，将其与水按照质量比例为1：100混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后将其采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除水中重金属及拦截了寄生虫及其卵等异物的净水。以上吸附材料还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
实施例4
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于0.2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2％碳酸钠溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于35℃含有0.10mol/L碳酸氢钠溶液中(液/固质量比控制在3)，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换0.05M苹果酸溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后经过烘干，破碎成小于0.2mm的颗粒粉末备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在30mM的含有单一金属铜离子的水溶液中(液/固质量比控制在1以上)，溶液pH控制在4之间；每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，沥水至干后备用；为保证效果，可保持水温在35摄氏度以上；将经历过此轮处理得到的粉末颗粒材料与0.1M的水合肼溶液接触，搅拌120分钟，经过过滤、180摄氏度真空处理，烘干、备用，即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料；将以上获得的负载了铜的粉末物料，将其与水按照质量比例为1：150混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后将其采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除水中重金属及拦截了寄生虫及其卵等异物的净水。以上吸附材料还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
实施例5
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于0.2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2％碳酸钠溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于35℃含有0.10mol/L碳酸氢钠溶液中(液/固质量比控制在3)，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换0.05M柠檬酸溶液继续浸泡3小时，沥水至干后经过烘干，破碎成小于0.2mm的颗粒粉末备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在10mM的含有金属银离子的水溶液中(液/固质量比控制在1以上)，溶液pH控制在5之间；每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的粉末颗粒材料与0.1M的亚硫酸钠溶液接触，搅拌40分钟，经过过滤、160摄氏度真空处理，烘干后，备用，即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料；将以上获得的负载了银的粉末物料，将其与水按照质量比例为1：1000混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后将其采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除水中重金属及拦截了寄生虫及其卵等异物的净水。以上吸附材料还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
实施例6
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于0.2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2％碳酸钠溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于35℃含有0.10mol/L碳酸氢钠溶液中(液/固质量比控制在3)，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换0.05M柠檬酸溶液继续浸泡3小时，沥水至干后经过烘干，破碎成小于0.2mm的颗粒粉末备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在10mM的含有金属银离子的水溶液中(液/固质量比控制在1以上)，溶液pH控制在5之间；每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的粉末颗粒材料与0.1M的硫代硫酸钠溶液接触，搅拌45分钟，经过过滤、160摄氏度真空处理，烘干后，，备用，即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料；将以上获得的负载了银的粉末物料，将其与水按照质量比例为1：1000混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后将其采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除水中重金属及拦截了寄生虫及其卵等异物的净水。以上吸附材料还可以收集，反复多次使用，至少10次以上。
Claims (6)
1.一种利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于具体制备步骤如下：
1)采集大蒜秸秆废弃物，包括叶、杆、茎、须、蒂部位，以水洗涤干净后，晒干备用；
2)将步骤1)晒干后的产物粉碎、筛分，得到粒度小于0.5mm的颗粒物；
3)将步骤2)所述颗粒物浸泡于水或者碱性溶液中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地溶解出其中的可溶性小分子组分，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
4)将步骤3)沥干后的产物浸泡于食品级无机酸或小分子量有机酸中，，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
5)将步骤4)沥干处理得到的颗粒材料浸泡于浓度在1mM～1M的含有单一金属银或铜离子的水溶液中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
6)将步骤5)沥干处理得到的粉末颗粒材料再与0.01M～1M的还原剂溶液接触，搅拌1～120分钟，然后过滤、经过150摄氏度以上温度的高温下处理以进一步固化，烘干后即得到兼具杀菌和吸附脱除水中重金属离子功能的净水材料。
2.根据权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于步骤3)所述颗粒物浸泡于水或者碱性溶液的液/固质量比控制在1以上，浸泡温度保持在50摄氏度以上。
3.根据权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于步骤4)所述食品级无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸；小分子量有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸，液/固质量比控制在1以上，浸泡温度保持在60摄氏度以上。
4.根据权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于步骤5)所述颗粒材料与含有单一金属银或铜离子的水溶液的液/固质量比控制在1以上，溶液pH控制在3～6之间；浸泡温度保持在35摄氏度以上。
5.根据权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于步骤6)所述的还原剂为抗坏血酸、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、水合肼、硼氢化钠。
6.根据权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法，其特征在于将步骤6)烘干后获得净水材料与水按照质量比例为1：1～100混合均匀后，浸泡保持至少10分钟以上时间，然后采用微孔过滤纸过滤，即可获得杀菌、吸附脱除了水中重金属、拦截了寄生虫及其卵异物的净水。
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| CN201811232264.4A Active CN109331786B (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 一种利用大蒜秸秆废弃物制作杀菌净水材料的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111978595A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-24 | 石家庄元鼎新材料有限公司 | 一种基于植物废弃物粉末的环保型载银抗菌剂及其制备方法 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102557181A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-11 | 北京科技大学 | 一种利用大蒜废弃物吸附清除废水中重金属及染料的方法 |
| CN104046779A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-17 | 北京科技大学 | 一种利用大蒜废弃物提取盐酸介质溶液中贵金属的方法 |
| CN105198030A (zh) * | 2014-06-13 | 2015-12-30 | 北京科技大学 | 一种利用大蒜废弃物脱除水中氯离子的方法 |
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2018
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102557181A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-11 | 北京科技大学 | 一种利用大蒜废弃物吸附清除废水中重金属及染料的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111978595A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-24 | 石家庄元鼎新材料有限公司 | 一种基于植物废弃物粉末的环保型载银抗菌剂及其制备方法 |
| CN111978595B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-06-24 | 石家庄元鼎新材料有限公司 | 一种基于植物废弃物粉末的环保型载银抗菌剂及其制备方法 |
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