CN115702643A - 一种纳米介孔空气消毒材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米介孔空气消毒材料及其制备方法，包括以下原料：介孔微粒和浸渍液，所述浸渍液的成分包括水、二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水，所述二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水附着于介孔微粒表面上。本发明提供了一种纳米介孔空气消毒材料，实现了二氧化氯的低浓度长效释放，且消除了粉尘二次污染。本发明还提供了一种纳米介孔空气消毒材料制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌材料及制备技术领域，尤其涉及一种纳米介孔空气消毒材料及其制备方法。
背景技术
二氧化氯具有强氧化性，在杀菌、漂白、除臭、消毒及保鲜等领域广泛应用，能广谱、高效、快速杀菌，且无致癌、无致畸、无致突变性，对人体及动物没有危害，对环境无二次污染，是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。然而，其安全性是在低浓度的前提下，高浓度时则对生物体有害，甚至有爆炸的危险性；如何能让二氧化氯持续性、低浓度释放是杀菌、保鲜领域一直致力研究的技术问题。
目前通常把二氧化氯的前驱体（亚氯酸盐）通过浸渍工艺负载到多孔载体上，再通过添加激活剂和稳定剂，利用扩散机理实现二氧化氯的缓慢释放。如现有专利申请号为201610010790.0公开了一种空气中杀菌消毒净化用催化剂及使用方法，采用无机多孔性催化剂为载体，浸渍稳定性二氧化氯溶液或稳定性亚氯酸盐溶液，干燥而成。
然而，应用中发现这种技术虽然在一定程度上实现了二氧化氯前驱体的负载，但其释放速度难以控制，在使用中会出现以下问题：（1）浓度偏高，出现难闻的氧化氯气味，给用户带来负面影响；（2）固载的亚氯酸盐前驱体是以物理结合的形式附着在无机多孔性催化剂表面，在风力的情况下非常容易出现前驱体掉落造成二次粉尘污染；（3）释放周期难以控制，使用寿命短，由于其无论使用与否，都会在源源不断的释放，释放过程是随着时间延长会逐渐衰减，2-3个月以后即失效。。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米介孔空气消毒材料及其制备方法，实现了二氧化氯的低浓度长效释放，且消除了粉尘二次污染。
本发明公开的一种纳米介孔空气消毒材料及其制备方法所采用的技术方案是:
一种纳米介孔空气消毒材料，包括以下原料：介孔微粒和浸渍液，所述浸渍液的成分包括水、二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水，所述二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水附着于介孔微粒表面上。
作为优选方案，所述成膜剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、羟基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、壳聚糖、淀粉、环糊精其中的一种或多种。
作为优选方案，所述纳米介孔微粒为氧化铝、沸石、多孔硅胶球其中的一种或多种。
作为优选方案，所述所述氯化盐为氯化钠、氯化钙、氯化钾的一种或多种。
一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，包括以下步骤：
S1，制备浸渍液，向水中加入二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐和双氧水，搅拌5-30min，制成浸渍液；
S2，使浸渍液附着在介孔微粒表面，将介孔微粒加入至浸渍液中，浸渍1-10小时；
S3，干燥处理，将介孔微粒从浸渍液中捞出，沥干多余液体，干燥处理，形成纳米介孔空气消毒材料。
作为优选方案，所述S1步骤中激发剂、成膜剂、氯化盐在加入水中之前，先研磨5-20min使混合均匀。
作为优选方案，所述介孔微粒与至浸渍液质量比为100:40-120。
作为优选方案，所述S1步骤浸渍液中的二氧化氯溶液浓度0.1-0.2g/mL，激发剂浓度0.03-0.05g/mL，成膜剂浓度0.05-0.1g/mL，氯化盐浓度0.01-0.03g/mL，双氧水采用浓度为30%的双氧水，所述双氧水加入量为浸渍液体积的0.1-1%。
作为优选方案，所述S2步骤中浸渍过程为置于摇床上以2-20rpm速度摇晃浸渍1-10h。
作为优选方案，所述S3步骤中的干燥处理为50-80℃真空干燥，真空度-0.05至-0.09MPa。
本发明公开的一种纳米介孔空气消毒材料的有益效果是：纳米介孔空气消毒材料二氧化氯的释放速度稳定，释放浓度低，杀菌效果好；释放期长，使用寿命长；并且由于浸渍液附着在介孔微粒表面，从而在使用过程中无颗粒脱落，无粉尘二次污染，有效保证了环境和人体健康。
附图说明
图1是为不同实施例制备的纳米介孔空气消毒材料1小时的抗菌率随时间变化曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
一种纳米介孔空气消毒材料，包括以下原料：介孔微粒和浸渍液，浸渍液的成分包括水、二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水，二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水附着于介孔微粒表面上。
成膜剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、羟基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、壳聚糖、淀粉、环糊精其中的一种或多种。纳米介孔微粒为氧化铝、沸石、多孔硅胶球其中的一种或多种。氯化盐为氯化钠、氯化钙、氯化钾的一种或多种。羟基纤维素包括羟丙基纤维素、羟乙基纤维素及羟甲基纤维素。
纳米介孔空气消毒材料二氧化氯的释放速度稳定，释放浓度低，杀菌效果好；释放期长，使用寿命长；并且由于浸渍液附着在介孔微粒表面，从而在使用过程中无颗粒脱落，无粉尘二次污染，有效保证了环境和人体健康。
一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，包括以下步骤：
S1，制备浸渍液，向水中加入二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐和双氧水，搅拌5-30min，制成浸渍液；
S2，使浸渍液附着在介孔微粒表面，将介孔微粒加入至浸渍液中，浸渍1-10小时；
S3，干燥处理，将介孔微粒从浸渍液中捞出，沥干多余液体，干燥处理，形成纳米介孔空气消毒材料。
上述方案中，S1步骤中激发剂、成膜剂、氯化盐在加入水中之前，先研磨5-20min使混合均匀。
介孔微粒与至浸渍液质量比为100:40-120，且S1步骤浸渍液中的二氧化氯溶液浓度0.1-0.2g/mL，激发剂浓度0.03-0.05g/mL，成膜剂浓度0.05-0.1g/mL，氯化盐浓度0.01-0.03g/mL，双氧水采用浓度为30%的双氧水，双氧水加入量为浸渍液体积的0.1-1%。
S2步骤中浸渍过程为置于摇床上以2-20rpm速度摇晃浸渍1-10h，S3步骤中的干燥处理为50-80℃真空干燥，真空度-0.05至-0.09MPa。
具体实施例请参考下表，同时设置了对比例
对上述实施例及对比例所制备的纳米介孔空气消毒材料进行抗菌性和抗菌持久性测试、粉尘污染测试，测试方法如下所示：
抗菌性和抗菌持久性测试方法：将上述实施例、对比例中的1000g中制备好的纳米介孔空气消毒材料，参照活性炭滤网的制备方法以滤网、加外框等加工成滤网，装到风量为900/h的空气净化器上。在体积为3的玻璃实验舱中，预先喷洒白色葡萄球菌溶液，营造含菌空间，开启循环风扇，对空间内细菌数目进行定量测定C0。打开空气净化器，运行1小时，采用同样办法测试空间含菌浓度C。采用下式进行抗菌率（η）计算：
η=（C0-C）/C0×100%
将同一块滤网按照上述方法每隔10天进行一次，测试抗菌料在长期使用过程中的稳定性和寿命。
测试结果参见附图1所示，结果显示，所制备的纳米介孔空气消毒材料在100天前抗菌率均在90%以上，本发明实施例1、实施例2及实施例3制备的纳米介孔空气消毒材料在300天时仍然具有90%以上的抗菌率，而对比例1、对比例2制备的纳米介孔空气消毒材料在110天、150天后即快速下降至45%左右。
粉尘污染测试步骤：将上述实施例、对比例中的1000g中制备好的纳米介孔空气消毒参照活性炭滤网的制备方法以滤网、加外框等加工成滤网，装到风量为900m3/h的空气净化器上，在体积为3m3的玻璃实验舱中，开启循环风扇，在运行0、2、4、8小时时，分别采用激光粉尘检测仪测试空间PM2.5数值。
可见，本发明实施例制备的纳米介孔空气消毒材料，通过薄膜缓释与介孔载体缓释相结合，形成了在微孔道内部的微孔薄膜，可以实现协同缓释效果，使得本发明的纳米介孔空气消毒材料缓释期长、稳定度高，抗菌效率高，抗菌长效性强，寿命增加1倍以上，且无二次污染。
更重要的是本发明制备方法简单可控，能工业化大批量生产，对居室、医院、公共场所杀菌抗菌等，具有非常实用的意义。
本发明提供一种纳米介孔空气消毒材料及其制备方法，纳米介孔空气消毒材料二氧化氯的释放速度稳定，释放浓度低，杀菌效果好；释放期长，使用寿命长；并且由于浸渍液附着在介孔微粒表面，从而在使用过程中无颗粒脱落，无粉尘二次污染，有效保证了环境和人体健康。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种纳米介孔空气消毒材料，其特征在于，包括以下原料：介孔微粒和浸渍液，所述浸渍液的成分包括水、二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水，所述二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐及双氧水附着于介孔微粒表面上。
2.如权利要求1所述的一种纳米介孔空气消毒材料，其特征在于，所述成膜剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、羟基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、壳聚糖、淀粉、环糊精其中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种纳米介孔空气消毒材料，其特征在于，所述纳米介孔微粒为氧化铝、沸石、多孔硅胶球其中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种纳米介孔空气消毒材料，其特征在于，所述所述氯化盐为氯化钠、氯化钙、氯化钾的一种或多种。
5.一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，制备浸渍液，向水中加入二氧化氯溶液、激发剂、成膜剂、氯化盐和双氧水，搅拌5-30min，制成浸渍液；
S2，使浸渍液附着在介孔微粒表面，将介孔微粒加入至浸渍液中，浸渍1-10小时；
S3，干燥处理，将介孔微粒从浸渍液中捞出，沥干多余液体，干燥处理，形成纳米介孔空气消毒材料。
6.如权利要求5所述的一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，其特征在于，所述S1步骤中激发剂、成膜剂、氯化盐在加入水中之前，先研磨5-20min使混合均匀。
7.如权利要求5所述的一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，其特征在于，所述介孔微粒与至浸渍液质量比为100:40-120。
8.如权利要求5所述的一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，其特征在于，所述S1步骤浸渍液中的二氧化氯溶液浓度0.1-0.2g/mL，激发剂浓度0.03-0.05g/mL，成膜剂浓度0.05-0.1g/mL，氯化盐浓度0.01-0.03g/mL，双氧水采用浓度为30%的双氧水，所述双氧水加入量为浸渍液体积的0.1-1%。
9.如权利要求5所述的一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，其特征在于，所述S2步骤中浸渍过程为置于摇床上以2-20rpm速度摇晃浸渍1-10h。
10.如权利要求5所述的一种纳米介孔空气消毒材料制备方法，其特征在于，所述S3步骤中的干燥处理为50-80℃真空干燥，真空度-0.05至-0.09MPa。
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