CN109502825A - 一种抑菌陶瓷净水滤芯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑菌陶瓷净水装置，包括一塑料材质的壳体，在所述壳体的内部注塑形成有一隔板，通过该隔板将所述壳体的内部分成了进水腔和出水腔，在所述壳体的外部注塑形成有一对应所述进水腔的进水管，以及一个对应所述出水腔的出水管，在所述壳体的上端注塑形成有一滤芯保护管，所述滤芯保护管的外侧与所述壳体之间形成有一个凸台，在该凸台的外侧位置处向下插入有一抑菌陶瓷杯，所述抑菌陶瓷杯与所述滤芯保护管之间形成第一腔室，在所述壳体的上端螺纹连接有可拆卸的第一外壳，所述第一外壳与所述抑菌陶瓷杯之间形成第二腔室；本装置可以有效实现水质净化，并且对接较为方便，不会出错。
Description
技术领域
本发明属于一种分离装置，尤其是一种抑菌陶瓷净水滤芯。
背景技术
随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，人们对家庭用水的要求也越来越高，如何能安全用水和健康用水已经成为了广大群众关注的问题。
根据世界卫生组织估计，每年有约100万人人死于因为饮用了被污染的水，并且在全球范围内有18亿人无法饮用到安全的水，针对这种情况使用净水器是一个比较好的选择。
然而，传统的净水滤芯大多只针对水中的余氯和重金属进行吸附来减少异味，但是针对水中的有机物杂质和微生物缺少必要的吸附。市场上最常见的滤芯是用活性炭，但是活性炭对有机物的吸附量有限，一旦水中有机物含量偏高，吸附效果就会大幅下降，活性炭对微生物则显得更为无助，很难在净水过程中杀灭那些对人体有害的细菌。
有研究表明，水中最常见的有机污染物是挥发性有机化合物，大多是由化工厂和电厂在生产过程中排放到空气中，然后再沉降在生活用水中的，这样的污染物非常难以预防，而且难以除去。针对这一类污染物，科学家们研究了一系列办法，如Photocatalyticdegradation of nonylphenol by immobilized TiO2in dual layer hollow fibremembranes.(Chem.Eng.J.2015,269,255-261.)一文就采用了光催化的方法来去除挥发性有机化合物，但是因为需要光才能催化分解有机污染物，所以这种方法并不适用于净水滤芯上。
与此同时，为了杀灭水中的细菌，现有技术中大多采用银纳米颗粒来作为杀菌剂，然而根据Negligible Particle-Specific Toxicity Mechanism of SilverNanoparticles:The Role of Ag+Ion Release in the Cytosol.(NanomedicineNanotechnology,Biol.Med.2015,11(3),731–739.)一文报道，银纳米粒子会在实际应用中发生聚集，从而导致抗菌效率下降，此外银离子还存在潜在的生物毒性。
为了克服上述问题，本发明提供的抑菌陶瓷净水滤芯采用碳化硅材料作为主要的滤芯，该材料具有较大的表面积和高吸附能力，在表面附着具有催化作用的金属材料后，更是具备了分解水中有机物的能力，本发明为了使滤芯提高寿命还使用了滤芯保护管，该滤芯保护管可以吸附表面活性剂和一些油污。为了提高抑菌效果采用了附着银离子的海绵作为抑菌材料，使用了该抑菌材料有效解决了银离子聚集的问题，而且由于抑菌材料中银离子的吸附比较牢，避免银离子进入水中从而对人体造成伤害。
发明内容
本发明是一种抑菌陶瓷净水滤芯，属于分离装置领域。该滤芯由圆管形壳体，抑菌陶瓷杯，滤芯保护管，进水口，出水口组成。本发明提供的滤芯不仅可以吸附常规污染物，还可以催化分解有机污染物，还具有抑菌效果。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种抑菌陶瓷净水装置，包括一塑料材质的壳体，在所述壳体的内部注塑形成有一隔板，通过该隔板将所述壳体的内部分成了进水腔和出水腔，在所述壳体的外部注塑形成有一对应所述进水腔的进水管，以及一个对应所述出水腔的出水管，在所述壳体的上端注塑形成有一滤芯保护管，所述滤芯保护管的外侧与所述壳体之间形成有一个凸台，在该凸台的外侧位置处向下插入有一抑菌陶瓷杯，所述抑菌陶瓷杯与所述滤芯保护管之间形成第一腔室，在所述壳体的上端螺纹连接有可拆卸的第一外壳，所述第一外壳与所述抑菌陶瓷杯之间形成第二腔室，所述壳体的顶部设置有连通所述第二腔室和出水腔的第一通孔，在所述壳体的顶部设置有连通所述滤芯保护管与所述进水腔的第二通孔，水从进水管处进入至进水腔内，而后穿过第二通孔后进入至所述滤芯保护管内，所述滤芯保护管的外壁处均布有向外出水用的透水孔，所述透水孔的孔径为1mm～2mm，在所述第一腔室内填充有银离子海绵，在所述第二腔室内填充有活性炭颗粒。
优选地，在所述凸台与所述抑菌陶瓷杯接触的位置处设置有橡胶材质的密封圈。
优选地，在所述第一外壳的内顶部为支持胶合固定有一压制胶套，所述压制胶套的下端面作用在所述抑菌陶瓷杯的顶部。
优选地，所述压制胶套的外壁处设置有一便于其压缩的环形槽。
优选地，所述第一外壳采用透明亚克力材质。
优选地，所述抑菌陶瓷杯为金属氧化物/碳化硅滤芯或铂/金属氧化物/碳化硅滤芯。
优选地，所述的金属氧化物/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30-60分钟后取出干燥，再浸没在金属胶体溶液中0.5-4小时后取出干燥，随后400-600℃下煅烧0.5-3小时，即得金属氧化物/碳化硅滤芯。
优选地，所述铂/金属氧化物/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30-60分钟后取出干燥，再浸没在金属盐胶体溶液中0.5-4小时后取出干燥，随后400-600℃下煅烧0.5-3小时，得到金属氧化物/碳化硅滤芯；
(2)将金属氧化物/碳化硅滤芯放入抽吸烧瓶中，加入氯化铂水溶液，使金属氧化物/碳化硅滤芯全部被浸没，脱气0.5-3小时，取出干燥，随后在400-600℃下煅烧0.5-3小时，即得铂/金属氧化物/碳化硅滤芯；
所述的氯化铂水溶液制备方法如下：
配制浓度为1.0-1.5g/L的六水合氯铂酸水溶液，用0.5-1.0mol/L的氨水调节溶液pH值至7.0-8.0，即得。
优选地，所述的金属胶体溶液制备方法如下：
配制1.0-2.0mol/L金属醋酸盐的2-甲氧基乙醇溶液，加入与金属醋酸盐等摩尔量的乙醇胺，在50-80℃下搅拌0.5-3小时，即得；
所述的金属醋酸盐为醋酸钴、醋酸钙、醋酸锆、醋酸铈中的任意一种。
优选地，所述的滤芯保护管为表面涂覆有金属氧化物的支撑物；
所述的金属氧化物为二氧化钛、氧化铜、二氧化锰中的任意一种或任意多种以任意比例组成的混合物；
所述的支撑物为水滑石或海泡石。
优选地，所述的滤芯保护管制备方法如下：
将支撑物在室温下用丙酮浸泡3-10分钟，用氮气干燥5-10分钟，装载到脉冲激光沉积设备上，将金属氧化物沉积在支撑物上，即得滤芯保护管；
沉积厚度设定为5-20nm。
优选地，所述的银离子海绵制备方法如下：
(1)将硝酸银溶于溶剂中配制成浓度为0.05-2.00mg/mL的硝酸银溶液，所述溶剂为四氢呋喃：植物提取液体积比为10:(0-5)的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实的水提取液或石榴果实的水提取液；
(2)将海绵切割成体积为1-5cm3大小后浸泡在硝酸银溶液中，振荡1-7天后取出用蒸馏水洗涤3-5次，30-50℃下干燥12-24小时，即得银离子海绵。
优选地，所述的银离子海绵制备方法如下：
(1)将硝酸银溶于溶剂中配制成浓度为0.05-2.00mg/mL的硝酸银溶液，所述溶剂为四氢呋喃：植物提取液体积比为10:(1-5)的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实的水提取液或石榴果实的水提取液；
(2)将海绵切割成体积为1-5cm3大小后浸泡在硝酸银溶液中，振荡1-7天后取出用蒸馏水洗涤3-5次，30-50℃下干燥12-24小时，即得银离子海绵。
优选地，所述的海绵为蜜胺泡绵或聚氨酯海绵。
桃金娘果实的水提取液或石榴果实的水提取液的制备方式如下：
将桃金娘或石榴新鲜成熟果实洗净后用粉碎机粉碎20分钟，得到果浆，加入在果浆2倍质量的水中，加热至40℃，在40℃保温50分钟后用200目纱布过滤，所得滤液即为桃金娘果实的水提取液或石榴果实的水提取液。
本发明的有益效果是：本产品中仅具有一个进水管和一个出水管，对接时不易出错，并且本产品在实现水质净化时，可以通过银离子海绵进行杀菌，通过抑菌陶瓷杯可以减少细菌的滋生，利用活性炭颗粒可以改善水质，并且抑菌陶瓷杯的微孔孔径极小，颗粒物无法穿过，在抑菌的同时，还可以过滤颗粒物，本装置的结构简单，成本低廉，适合推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明中去除银离子海绵与活性炭颗粒情况下的内部示意图；
图3为本发明的A-A处剖视图；
图4为本发明的B处放大图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
具体地，在下述实施例和对照例中使用的原料或仪器来源如下：
碳化硅滤芯，购自中科院金属研究所。
六水合氯铂酸，CAS号：18497-13-7。
2-甲氧基乙醇，CAS号：109-86-4。
醋酸钙，CAS号：5743-26-0。
二氧化钛，CAS号：13463-67-7。
二氧化锰，CAS号：1313-13-9。
硝酸银，CAS号：7761-88-8。
上述试剂均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
氨水，CAS号：1336-21-6，浓度为25％。
丙酮，CAS号：67-64-1。
乙醇，CAS号：64-17-5。
四氢呋喃，CAS号：109-99-9。
上述试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。
海泡石购自灵寿县天隆矿产品加工厂。
蜜胺泡绵，购自上海力彬塑胶有限公司。
活性炭为购自溧阳三牛活性炭有限公司椰壳活性炭。
脉冲激光沉积设备为美国Coherent公司生产的型号为COMPexPro201脉冲激光沉积设备。
桃金娘果实，为桃金娘科桃金娘属植物桃金娘的成熟果实，拉丁学名为Rhodomyrtus tomentosa。
实施例1
如图1至图4所示的一种抑菌陶瓷净水装置，包括一塑料材质的壳体1，在所述壳体1的内部注塑形成有一隔板2，通过该隔板2将所述壳体1的内部分成了进水腔201和出水腔202，在所述壳体1的外部注塑形成有一对应所述进水腔201的进水管111，以及一个对应所述出水腔202的出水管112，在所述壳体1的上端注塑形成有一滤芯保护管3，所述滤芯保护管3的外侧与所述壳体1之间形成有一个凸台301，在该凸台301的外侧位置处向下插入有一抑菌陶瓷杯4，所述抑菌陶瓷杯4与所述滤芯保护管3之间形成第一腔室5，在所述壳体1的上端螺纹连接有可拆卸的第一外壳6，所述第一外壳6与所述抑菌陶瓷杯4之间形成第二腔室7，所述壳体1的顶部设置有连通所述第二腔室7和出水腔202的第一通孔8，在所述壳体1的顶部设置有连通所述滤芯保护管3与所述进水腔201的第二通孔9，水从进水管111处进入至进水腔201内，而后穿过第二通孔9后进入至所述滤芯保护管3内，所述滤芯保护管3的外壁处均布有向外出水用的透水孔331，所述透水孔331的孔径为2mm，在所述第一腔室5内填充有银离子海绵555，在所述第二腔室7内填充有活性炭颗粒777。
在所述凸台301与所述抑菌陶瓷杯接触的位置处设置有橡胶材质的密封圈333。
在所述第一外壳6的内顶部为支持胶合固定有一压制胶套666，所述压制胶套666的下端面作用在所述抑菌陶瓷杯4的顶部。
所述压制胶套666的外壁处设置有一便于其压缩的环形槽667，利用环形槽667便于压制胶套的压缩，压缩后可以较好的顶住下方的抑菌陶瓷杯。
第一外壳6采用透明亚克力材质。
实施例2
一种抑菌陶瓷净水滤芯，结构与实施例1的结构相同，在第一腔室5中有1g银离子海绵，在第二腔室7中填充有3g活性炭颗粒；
抑菌陶瓷杯4和滤芯保护管3均为中空圆柱体，其中滤芯保护管3内径为16mm，外径40mm，高度80mm；抑菌陶瓷杯4内径50mm，外径72mm，高度100mm；
滤芯保护管3外壁均匀分布有透水孔100个，透水孔孔径2mm；
第一外壳6内径100mm，外径104mm，高度120mm；
抑菌陶瓷杯4为氧化钙/碳化硅滤芯；
氧化钙/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30分钟后取出自然风干至恒重，再浸没在醋酸钙胶体溶液中2小时后取出在温度为60℃干燥48h，随后在600℃下煅烧2小时，即得氧化钙/碳化硅滤芯；
醋酸钙胶体溶液制备方法如下：
配制1.0mol/L醋酸钙的2-甲氧基乙醇溶液，加入与醋酸钙等摩尔量的乙醇胺，在70℃下以250r/min搅拌2小时，即得；
滤芯保护管3为表面涂覆有二氧化钛的海泡石；
滤芯保护管3制备方法如下：
将海泡石在室温下用丙酮浸泡5分钟，用氮气干燥10分钟，装载到脉冲激光沉积设备上，将二氧化钛沉积在支撑物上，即得滤芯保护管；
二氧化钛沉积厚度设定为10nm；
脉冲激光沉积设备使用参数如下：
氧压为1.33Pa，脉冲能量为60mJ，脉冲计数为7500，脉冲激光器波长为248nm。
第一外壳6采用透明亚克力材质。
银离子海绵555制备方法如下：
(1)配制浓度为1.30mg/mL的硝酸银溶液，溶剂为四氢呋喃；
(2)将蜜胺泡绵切割成体积为3cm×1cm×1cm大小后浸泡在5倍体积的上述硝酸银溶液中，振荡7天，转速为40r/min，随后取出用蒸馏水洗涤3次，每次洗涤的蒸馏水用量与硝酸银溶液体积相同，30℃下干燥24小时，即得银离子海绵。
实施例3
一种抑菌陶瓷净水滤芯，结构与实施例1的结构相同，在第一腔室5中有1g银离子海绵，在第二腔室7中填充有3g活性炭颗粒；
抑菌陶瓷杯4和滤芯保护管3均为中空圆柱体，其中滤芯保护管3内径为16mm，外径40mm，高度80mm；抑菌陶瓷杯4内径50mm，外径72mm，高度100mm；
滤芯保护管3外壁均匀分布有透水孔100个，透水孔孔径2mm；
第一外壳6内径100mm，外径104mm，高度120mm；
抑菌陶瓷杯4为氧化钙/碳化硅滤芯；
氧化钙/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30分钟后取出自然风干至恒重，再浸没在醋酸钙胶体溶液中2小时后取出在温度为60℃干燥48h，随后在600℃下煅烧2小时，即得氧化钙/碳化硅滤芯；
醋酸钙胶体溶液制备方法如下：
配制1.0mol/L醋酸钙的2-甲氧基乙醇溶液，加入与醋酸钙等摩尔量的乙醇胺，在70℃下以250r/min搅拌2小时，即得；
滤芯保护管3为表面涂覆有二氧化钛的海泡石；
滤芯保护管3制备方法如下：
将海泡石在室温下用丙酮浸泡5分钟，用氮气干燥10分钟，装载到脉冲激光沉积设备上，将二氧化钛沉积在支撑物上，即得滤芯保护管；
二氧化钛沉积厚度设定为10nm；
脉冲激光沉积设备使用参数如下：
氧压为1.33Pa，脉冲能量为60mJ，脉冲计数为7500，脉冲激光器波长为248nm。
第一外壳6采用透明亚克力材质。
银离子海绵555制备方法如下：
(1)配制浓度为1.30mg/mL的硝酸银溶液，溶剂为四氢呋喃：植物水溶液体积比为2:1的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实水提取液；
桃金娘果实水提取液的制备方式如下：
将桃金娘新鲜成熟果实洗净后用粉碎机粉碎20分钟，得到果浆，加入在果浆2倍质量的水中，加热至40℃，在40℃保温50分钟后用200目纱布过滤，所得滤液即为桃金娘果实的水提取液。
(2)将蜜胺泡绵切割成体积为3cm×1cm×1cm大小后浸泡在5倍体积的上述硝酸银溶液中，振荡7天，转速为40r/min，随后取出用蒸馏水洗涤3次，每次洗涤的蒸馏水用量与硝酸银溶液体积相同，30℃下干燥24小时，即得银离子海绵。
实施例4
一种抑菌陶瓷净水滤芯，结构与实施例1的结构相同，在第一腔室5中有1g银离子海绵，在第二腔室7中填充有3g活性炭颗粒；
抑菌陶瓷杯4和滤芯保护管3均为中空圆柱体，其中滤芯保护管3内径为16mm，外径40mm，高度80mm；抑菌陶瓷杯4内径50mm，外径72mm，高度100mm；
滤芯保护管3外壁均匀分布有透水孔100个，透水孔孔径2mm；
第一外壳6内径100mm，外径104mm，高度120mm；
抑菌陶瓷杯4为铂/氧化钙/碳化硅滤芯；
铂/氧化钙/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30分钟后取出自然风干至恒重，再浸没在醋酸钙胶体溶液中2小时后取出，在60℃下干燥48h，随后在600℃下煅烧2小时，即得氧化钙/碳化硅滤芯；
(2)将氧化钙/碳化硅滤芯放入抽吸烧瓶中，加入氯化铂水溶液，使氧化钙/碳化硅滤芯全部被浸没，抽吸烧瓶接真空泵使瓶内压强控制在10-15mbar之间，脱气2小时，取出干燥，随后在600℃下煅烧2小时，即得铂/氧化钙/碳化硅滤芯；
醋酸钙胶体溶液制备方法如下：
配制1.0mol/L醋酸钙的2-甲氧基乙醇溶液，加入与醋酸钙等摩尔量的乙醇胺，在70℃下以250r/min搅拌2小时，即得；
氯化铂水溶液制备方法如下：
配制浓度为1.0g/L的六水合氯铂酸水溶液，用0.5mol/L的氨水调节溶液pH值至7.0，即得。
滤芯保护管3为表面涂覆有二氧化钛的海泡石；
滤芯保护管3制备方法如下：
将海泡石在室温下用丙酮浸泡5分钟，用氮气干燥10分钟，装载到脉冲激光沉积设备上，将二氧化钛沉积在支撑物上，即得滤芯保护管；
二氧化钛沉积厚度设定为10nm；
脉冲激光沉积设备使用参数如下：
氧压为1.33Pa，脉冲能量为60mJ，脉冲计数为7500，脉冲激光器波长为248nm。
第一外壳6采用透明亚克力材质。
银离子海绵555制备方法如下：
(1)配制浓度为1.30mg/mL的硝酸银溶液，溶剂为四氢呋喃：植物水溶液体积比为2:1的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实水提取液；
桃金娘果实水提取液的制备方式如下：
将桃金娘新鲜成熟果实洗净后用粉碎机粉碎20分钟，得到果浆，加入在果浆2倍质量的水中，加热至40℃，在40℃保温50分钟后用200目纱布过滤，所得滤液即为桃金娘果实水提取液。
(2)将蜜胺泡绵切割成体积为3cm×1cm×1cm大小后浸泡在5倍体积的上述硝酸银溶液中，振荡7天，转速为40r/min，随后取出用蒸馏水洗涤3次，每次洗涤的蒸馏水用量与硝酸银溶液体积相同，30℃下干燥24小时，即得银离子海绵。
实施例5
一种抑菌陶瓷净水滤芯，结构与实施例1的结构相同，在第一腔室5中有1g银离子海绵，在第二腔室7中填充有3g活性炭颗粒；
抑菌陶瓷杯4和滤芯保护管3均为中空圆柱体，其中滤芯保护管3内径为16mm，外径40mm，高度80mm；抑菌陶瓷杯4内径50mm，外径72mm，高度100mm；
滤芯保护管3外壁共均匀分布透水孔100个，透水孔孔径2mm；
第一外壳6内径100mm，外径104mm，高度120mm；
抑菌陶瓷杯4为铂/氧化钙/碳化硅滤芯；
铂/氧化钙/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30分钟后取出自然风干至恒重，再浸没在醋酸钙胶体溶液中2小时后取出在温度为60℃干燥48h，随后在600℃下煅烧2小时，即得氧化钙/碳化硅滤芯；
(2)将氧化钙/碳化硅滤芯放入抽吸烧瓶中，加入氯化铂水溶液，使氧化钙/碳化硅滤芯全部被浸没，抽吸烧瓶接真空泵使瓶内压强控制在10-15mbar之间，脱气2小时，取出干燥，随后在600℃下煅烧2小时，即得铂/氧化钙/碳化硅滤芯；
醋酸钙胶体溶液制备方法如下：
配制1.0mol/L醋酸钙的2-甲氧基乙醇溶液，加入与醋酸钙等摩尔量的乙醇胺，在70℃下以250r/min搅拌2小时，即得；
氯化铂水溶液制备方法如下：
配制浓度为1.0g/L的六水合氯铂酸水溶液，用0.5mol/L的氨水调节溶液pH值至7.0，即得。
滤芯保护管3为表面涂覆有二氧化锰的海泡石；
滤芯保护管3制备方法如下：
将海泡石在室温下用丙酮浸泡5分钟，用氮气干燥10分钟，装载到脉冲激光沉积设备上，将二氧化锰沉积在支撑物上，即得滤芯保护管；
二氧化锰沉积厚度设定为10nm；
脉冲激光沉积设备使用参数如下：
氧压为1.33Pa，脉冲能量为60mJ，脉冲计数为8000，脉冲激光器波长为248nm。
第一外壳6采用透明亚克力材质。
银离子海绵555制备方法如下：
(1)配制浓度为1.30mg/mL的硝酸银溶液，溶剂为四氢呋喃：植物水溶液体积比为2:1的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实水提取液；
桃金娘果实水提取液的制备方式如下：
将桃金娘新鲜成熟果实洗净后用粉碎机粉碎20分钟，得到果浆，加入在果浆2倍质量的水中，加热至40℃，在40℃保温50分钟后用200目纱布过滤，所得滤液即为桃金娘果实的水提取液。
(2)将蜜胺泡绵切割成体积为3cm×1cm×1cm大小后浸泡在5倍体积的上述硝酸银溶液中，振荡7天，转速为40r/min，随后取出用蒸馏水洗涤3次，每次洗涤的蒸馏水用量与硝酸银溶液体积相同，30℃下干燥24小时，即得银离子海绵。
实施例6
一种抑菌陶瓷净水滤芯，结构与实施例1的结构相同，在第一腔室5中有1g银离子海绵，在第二腔室7中填充有3g活性炭颗粒；
抑菌陶瓷杯4和滤芯保护管3均为中空圆柱体，其中滤芯保护管3内径为16mm，外径40mm，高度80mm；抑菌陶瓷杯4内径50mm，外径72mm，高度100mm；
滤芯保护管3外壁共均匀分布透水孔100个，透水孔孔径2mm；
第一外壳6内径100mm，外径104mm，高度120mm；
抑菌陶瓷杯为铂/氧化钙/碳化硅滤芯；
铂/氧化钙/碳化硅滤芯制备步骤如下：
(1)将碳化硅滤芯在乙醇中浸泡30分钟后取出自然风干至恒重，再浸没在醋酸钙胶体溶液中2小时后取出在温度为60℃干燥48h，随后在600℃下煅烧2小时，即得氧化钙/碳化硅滤芯；
(2)将氧化钙/碳化硅滤芯放入抽吸烧瓶中，加入氯化铂水溶液，使氧化钙/碳化硅滤芯全部被浸没，抽吸烧瓶接真空泵使瓶内压强控制在10-15mbar之间，脱气2小时，取出干燥，随后在600℃下煅烧2小时，即得铂/氧化钙/碳化硅滤芯；
醋酸钙胶体溶液制备方法如下：
配制1.0mol/L醋酸钙的2-甲氧基乙醇溶液，加入与醋酸钙等摩尔量的乙醇胺，在70℃下以250r/min搅拌2小时，即得；
氯化铂水溶液制备方法如下：
配制浓度为1.0g/L的六水合氯铂酸水溶液，用0.5mol/L的氨水调节溶液pH值至7.0，即得。
滤芯保护管3为表面涂覆有金属氧化物的海泡石；
所述的金属氧化物为二氧化钛和二氧化锰质量比为1:1的混合金属氧化物；
滤芯保护管3制备方法如下：
将海泡石在室温下用丙酮浸泡5分钟，用氮气干燥10分钟，装载到脉冲激光沉积设备上，将混合金属氧化物沉积在支撑物上，即得滤芯保护管；
金属氧化物沉积厚度设定为10nm；
脉冲激光沉积设备使用参数如下：
氧压为1.33Pa，脉冲能量为60mJ，脉冲计数为7800，脉冲激光器波长为248nm。
第一外壳6采用透明亚克力材质。
银离子海绵555制备方法如下：
(1)配制浓度为1.30mg/mL的硝酸银溶液，溶剂为四氢呋喃：植物水溶液体积比为2:1的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实水提取液；
桃金娘果实水提取液的制备方式如下：
将桃金娘新鲜成熟果实洗净后用粉碎机粉碎20分钟，得到果浆，加入在果浆2倍质量的水中，加热至40℃，在40℃保温50分钟后用200目纱布过滤，所得滤液即为桃金娘果实的水提取液。
(2)将蜜胺泡绵切割成体积为3cm×1cm×1cm大小后浸泡在5倍体积的上述硝酸银溶液中，振荡7天，转速为40r/min，随后取出用蒸馏水洗涤3次，每次洗涤的蒸馏水用量与硝酸银溶液体积相同，30℃下干燥24小时，即得银离子海绵。
测试例1
抑菌效果测试
对实施例1-2制得的银离子海绵进行抑菌效果测试，同时以蜜胺泡绵作为对照例。
将2mg银离子海绵浸泡在1mL大肠杆菌(Luria Bertani)悬浮液中(菌含量为8000000CFU/mL)，200r/min振荡4小时，分别在120分钟和240分钟后用光电比色计测定悬浮液的光密度。
光电比色计为常州德杜精密仪器有限公司生产的581-S型光电比色计。
测试结果如表1所示。
表1抑菌效果表
| 120分钟后菌数(OD<sub>600</sub>) | 240分钟后菌数(OD<sub>600</sub>) | |
| 实施例2 | 0.07 | 0.20 |
| 实施例3 | 0.06 | 0.10 |
| 对照例 | 0.63 | 1.75 |
由上表可知，本发明提供的银离子海绵(实施例2-3)均有非常好的抑菌效果。在制备过程中用到了桃金娘植物提取液作为溶剂的银离子海绵(实施例3)有着更为长效的抑菌效果，在240分钟后溶液中的菌数仍然保持在很低的水平。
测试例2
抗有机污染物测试
选用甲苯作为挥发性有机物代表，将水温为30℃的浓度为100ppm的甲苯水溶液以100mL/h·cm3的流速注入根据实施例1-5制造的抑菌陶瓷净水滤芯。分别在进水开始后的80h，160h，240h在出水口接水，检测水中甲苯含量。
采用气相色谱仪对甲苯浓度进行检测，气相色谱仪为安捷伦科技有限公司生产的6890N型气相色谱仪，色谱柱为FFAP(25m×0.32mm)，载气为氮气，流速1.8mL/min，燃烧气为氢气，40mL/min，压缩空气400mL/min，柱温程序升温，60℃保持3分钟，以20℃/min升温，在200℃保持2分钟，检测器温度200℃，气化室温度200℃，分流比1:50。
测试结果如表2所示。
表2水中甲苯含量
由上表可知使用了铂/氧化钙/碳化硅滤芯(实施例4-6)的效果均好于氧化钙/碳化硅滤芯(实施例2-3)，同时，使用了二氧化钛和二氧化锰制备的滤芯保护管(实施例6)有更好的较二氧化钛或二氧化锰制备的滤芯保护管(实施例4-5)可以提供更久的保护时间，在更长的时间内保持低甲苯浓度。
测试例3
银离子保留测试
将水温为25℃的蒸馏水溶液以100mL/h·cm3的流速注入根据实施例1-5制造的抑菌陶瓷净水滤芯。分别在进水开始后的5h，10h，15h在出水口接水，检测水中银离子含量。
采用是石墨炉原子吸收光谱法测定水中银离子含量，原子吸收分光光度计为赛默飞世尔科技公司生产的3500AAS型原子吸收光谱仪。助气为空气，燃气为乙炔，助-燃气流量比为4:1，火焰最高温度2300℃，燃烧速度160cm/s。
测试结果如表3所述。
表3水中银离子残留量
*痕量表示银离子含量低于检出下限，但是可以定性检出。
由上表可知，本发明提供的杀菌材料对银离子的吸附力很强，在长时间的使用过程中，银离子含量低于人体安全限量，尤其是使用了铂/氧化钙/碳化硅滤芯、二氧化钛和二氧化锰制备的滤芯保护管和制备过程中用四氢呋喃和桃金娘提取液(实施例6)作为溶剂的杀菌材料，具有最好的效果，可以在有效杀菌的同时减少银离子排放。
Claims (9)
1.一种抑菌陶瓷净水装置，其特征在于，包括一塑料材质的壳体，在所述壳体的内部注塑形成有一隔板，通过该隔板将所述壳体的内部分成了进水腔和出水腔，在所述壳体的外部注塑形成有一对应所述进水腔的进水管，以及一个对应所述出水腔的出水管，在所述壳体的上端注塑形成有一滤芯保护管，所述滤芯保护管的外侧与所述壳体之间形成有一个凸台，在该凸台的外侧位置处向下插入有一抑菌陶瓷杯，所述抑菌陶瓷杯与所述滤芯保护管之间形成第一腔室，在所述壳体的上端螺纹连接有可拆卸的第一外壳，所述第一外壳与所述抑菌陶瓷杯之间形成第二腔室，所述壳体的顶部设置有连通所述第二腔室和出水腔的第一通孔，在所述壳体的顶部设置有连通所述滤芯保护管与所述进水腔的第二通孔，水从进水管处进入至进水腔内，而后穿过第二通孔后进入至所述滤芯保护管内，所述滤芯保护管的外壁处均布有向外出水用的透水孔，所述透水孔的孔径为1mm～2mm，在所述第一腔室内填充有银离子海绵，在所述第二腔室内填充有活性炭颗粒。
2.根据权利要求1所述的抑菌陶瓷净水装置，其特征在于，在所述凸台与所述抑菌陶瓷杯接触的位置处设置有橡胶材质的密封圈。
3.根据权利要求1所述的抑菌陶瓷净水装置，其特征在于，在所述第一外壳的内顶部为支持胶合固定有一压制胶套，所述压制胶套的下端面作用在所述抑菌陶瓷杯的顶部。
4.根据权利要求1所述的抑菌陶瓷净水装置，其特征在于，所述压制胶套的外壁处设置有一便于其压缩的环形槽。
5.根据权利要求1所述的抑菌陶瓷净水装置，其特征在于，所述第一外壳采用透明亚克力材质。
6.根据权利要求1所述的抑菌陶瓷净水滤芯，其特征在于，所述抑菌陶瓷杯为金属氧化物/碳化硅滤芯或铂/金属氧化物/碳化硅滤芯。
7.据权利要求1所述的所述抑菌陶瓷净水滤芯，其特征在于，所述的滤芯保护管为表面涂覆有金属氧化物的支撑物；
所述的金属氧化物为二氧化钛、氧化铜、二氧化锰中的任意一种或任意多种以任意比例组成的混合物；
所述的支撑物为水滑石或海泡石。
8.根据权利要求1所述的抑菌陶瓷净水滤芯，其特征在于，所述的银离子海绵制备方法如下：
(1)将硝酸银溶于溶剂中配制成浓度为0.05-2.00mg/mL的硝酸银溶液，所述溶剂为四氢呋喃：植物提取液体积比为10:(0-5)的混合溶剂；
所述的植物提取液为桃金娘果实的水提取液或石榴果实的水提取液；
(2)将海绵切割成体积为1-5cm3大小后浸泡在硝酸银溶液中，振荡1-7天后取出用蒸馏水洗涤3-5次，30-50℃下干燥12-24小时，即得银离子海绵。
9.根据权利要求8所述的抑菌陶瓷净水滤芯，其特征在于，所述的海绵为蜜胺泡绵或聚氨酯海绵。
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| CN104671553A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 道易（青岛）净水设备制造有限公司 | 一种净水pp滤芯的抑菌恒压净水机 |
| CN207445713U (zh) * | 2017-10-22 | 2018-06-05 | 广州仪健电器实业有限公司 | 一种净水设备多级过滤滤芯 |
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2018
- 2018-12-27 CN CN201811608075.2A patent/CN109502825A/zh not_active Withdrawn
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