CN115814746A - 一种整体式吸附灭活材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种整体式吸附灭活材料及其制备方法和应用，该灭活材料以多孔金属、合金为基底，基底表面沉积有功能化镀层材料，功能化镀层材料为金属、金属对应的合金或金属对应的化合物；功能化镀层材料通过电镀或化学镀的方法生长于基底表面，与基底以化学键相连。本发明的灭活材料通过多孔道吸附作用将空气中悬浮的有害物质吸附至表面，随后表面功能化镀层与有害病菌发生化学反应，将其高效灭活。该材料可根据具体消杀目标调控异质镀层成分、比例、结构等，具有消杀率高、消杀效果持续及工作寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及材料科学与公共卫生技术领域，具体而言，尤其涉及一种整体式吸附灭活材料及其制备方法和应用。
背景技术
环境空气是传染病传播最直接的媒介之一。空气中的许多生物污染物，如细菌、病毒、原生动物、寄生卵和真菌，是导致人类呼吸道疾病和外伤性感染的主要罪魁祸首。如2019年由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的急性呼吸肺炎(COVID-19)，对人类的生存和发展构成了严峻挑战。目前的证据表明，空气传播是SARS-CoV-2传播性最强的途径之一，因此，空气消毒是抑制病原微生物传播的有效手段，对防止交叉感染、降低感染率具有重要作用。
目前，常用的空气消毒方法包括使用紫外线照射、等离子体臭氧消杀技术和化学消杀(如酒精、氯和含氯化合物)。其中，紫外线照射是灭活空气中微生物(如细菌、病毒和真菌)的常用方法，紫外光可有效破坏微生物中将DNA结合进而完成消杀。但紫外照射同样刺激人类眼睛及皮肤，严重时会引起癌变。此外，紫外照射的低渗透性同样限制了其消毒功效。等离子体消杀技术通过激发空气中的含氧物质得到臭氧、氧自由基、带电粒子等高活性物质，可持续去除空气中的微生物和甲醛物质，但此类技术活性物质转化效率低、设备和运行成本高。
与上述物理技术相比，使用酒精、过氧乙酸、氯气和含氯化合物等化学消毒剂的应用更为普遍。而且消毒成本更低，效率更高。例如，含氯化合物(ClO2、NaClO)作为一种高氧化性试剂，可以穿透并破坏微生物的细胞膜，破坏其新陈代谢，完成有害微生物的消杀。然而，化学消杀的持续性较差，随时间可自行分解，需要定期反复喷洒。同时此类强腐蚀性、刺激性化学药物的滥用对环境及人类健康也具有极大的威胁。
综上所述，亟待开发一种新型材料及消杀方案来替代传统空气消杀方法，以满足安全、环保、高效、持续、低成本的大规模应用。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种整体式吸附灭活材料及其制备方法和应用，以多孔金属为基底，采用化学镀/电镀方法，制备整体式的吸附灭活材料，具有极高的空气灭活效率。在与空气杀菌消毒装置联用或电化学灭活装置联用的工作场景下，其灭活效率均接近100％，并具有长时间连续工作的良好稳定性。
本发明采用的技术手段如下：
一种整体式吸附灭活材料，其特征在于，所述灭活材料以多孔金属、合金为基底，所述基底表面沉积有功能化镀层材料，所述功能化镀层材料为金属、金属对应的合金或金属对应的化合物；所述功能化镀层材料通过电镀或化学镀的方法生长于基底表面，具有较强附着力和稳定性。整体式灭活材料在导电基底上以自支撑形式生长，无需添加粘合剂。
进一步地，多孔金属为泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛或泡沫合金中的至少一种，多孔金属的孔径为5～700PPI，厚度为0.5～20mm。
进一步地，功能化镀层材料为镍基金属、镍基合金、钴基金属、钴基合金、铁基金属、铁基合金、钼基金属、钼基合金、钛基金属、钛基合金、锰基金属、锰及合金、铜基金属、铜基合金、金属金、含金合金、金属银、含银合金、金属铂、含铂合金、以上金属、合金对应的氧化物、氢氧化物、磷化物、硫化物中的一种或多种。
本发明还公开了一种上述的整体式吸附灭活材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取不同参数的多孔泡沫金属为基底材料，将所述基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声2～30min，随后于25～70℃下真空干燥1～12h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
(2)将镀层材料的溶质溶解于溶剂中，超声分散5～90min，得到电镀液；所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、酒石酸中的一种或多种；
(3)将表面洁净的基底材料置于电镀液中，进行电镀或化学镀；
(4)将电镀/化学镀后所得的灭活材料置于超纯水中超声2～30min洗涤，随后在25～70℃下真空干燥3～24h，密封保存。
进一步地，所述步骤(1)中，稀盐酸浓度为1～5mol·L-1。
进一步地，所述步骤(2)中，所述镀层材料的溶质为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、醋酸镍、硫酸钴、氯化钴、醋酸钴、硝酸钴、硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、钼酸钠、钼酸铵、钛酸钠、高锰酸钾、氯化锰、氯金酸钠、氯铂酸钠、硝酸银、硫酸铜、硝酸铁、氯化铁、柠檬酸、柠檬酸铵、氨水、柠檬酸钠、硫酸钠、硫酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、次磷酸二氢钠、氨水、氢氧化钠、稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、酒石酸、酒石酸钾钠、硼酸中的一种或多种；所述电镀液总摩尔浓度为0.001～20mol·L-1。
进一步地，所述步骤(3)中，电镀系统为二电极体系或三电极体系；所述二电极体系中，工作阴极为多孔金属基底，对电极包括碳板、金属镍、金属钛、金板、银板、铂板中的一种；所述三电极体系中，工作阴极为多孔金属基底，对电极包括碳板、金属镍、金属钛、金板、银板、铂板中的一种，参比电极包括饱和甘汞、汞-氧化铬或银-氯化银电极中的一种；所述电镀为恒电流电镀、恒电流脉冲电镀、恒电位电镀或恒电位脉冲电镀中的一种；电镀施加电流密度为0.001～5A·cm-2；电镀施加电压为0.001～10V；电镀温度为1～100℃；电镀时间为0～720min；采用恒电流脉冲电镀或恒电位脉冲电镀时，时间占空比为1:1～1:500(秒)，循环周期500-1000个；电镀过程中对电镀液进行磁力搅拌，搅拌速度为0～1200rpm。
进一步地，所述步骤(3)中，化学镀过程中还原液溶质为硼氢化钠、柠檬酸、柠檬酸铵、氨水、柠檬酸钠、硫酸钠、硫酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、次磷酸二氢钠、氨水、氢氧化钠、稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、酒石酸、酒石酸钾钠、乙醇、乙二醇、甘油、葡萄糖、硼氢化钠、活性炭粉中的一种；所述还原液总摩尔浓度为0.001～20mol·L-1；化学镀过程中加入还原液与电镀液体积比为1：100～100：1；化学镀时间为2～1440min，化学镀温度为1～100℃，化学镀过程中进行磁力搅拌，搅拌速度为0～1200rpm。
本发明还公开了一种空气杀菌消毒装置，作为普通的空气净化装置，采用了上述的整体式吸附灭活材料作为具有消毒杀菌功能的滤芯材料，空气经过所述灭活材料，进行过滤并对空气中的细菌、病毒进行消杀。
本发明还公开了一种电化学空气净化装置，采用上述的整体式吸附灭活材料作为电化学空气净化装置的阳极和阴极，施加0.1～20V电压，并将空气通入装置腔体，腔体内含有电解液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的至少一种；所述电解液总摩尔浓度为0.001～20mol·L-1。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明利用具有消杀属性的金属、合金、及其对应化合物，负载于多孔金属基底表面，可有效吸附、杀死空气中的细菌、病毒等。
2、本发明提供的多孔金属材料，具有极大的比表面积，有利于消杀过程中与空气中微生物的充分接触，提供更多的活性位点，增强消杀功效。
3、本发明所提供的消杀材料无需外加粘结剂，通过电镀或化学镀的方法将活性材料与基底牢固结合，极大的提高了功能材料在基底上的稳固性，导电性。
4、本发明所提供的消杀材料，可作为消杀滤芯材料，直接在空气净化器装置中使用，具有消杀范围广、成本低、致死率高，无需有毒化学试剂参与、无需后期维护、持久作用等优点。
5、本发明所提供的消杀材料，还可作为消杀电极在电化学消杀装置中使用，其消杀功效更为显著、持久。
6、本发明所提供的消杀材料还可根据有害物质类别调整负载镀层组成，就特定有害微生物进行消杀，进一步提高空气消杀的针对性、灭火性和持久性。
综上，本发明在具有一定孔道结构的金属骨架上形成一层异质化功能镀层。通过电镀、化学镀的方法原位生成功能材料，改善了表层材料与基底材料的结合问题。该材料通过多孔道吸附作用将空气中悬浮的有害物质吸附至表面，并与有害病菌发生化学反应，将其高效灭活。该灭活材料可根据具体消杀目标调控异质镀层成分、比例、结构等，具有消杀率高、消杀效果持续及工作寿命长等优点。
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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例3样品的透射电子显微镜图像(SEM)；
图2为本发明实施例5样品的扫描电子显微镜图像(SEM)；
图3为本发明对比例1样品的扫描电子显微镜图像(SEM)；
图4为本发明对比例2样品的扫描电子显微镜图像(SEM)。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，以下实施例中所用原料均为可以通过市购获得的常规产品。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
电镀制备泡沫镍负载纳米镍金属及对应羟基氢氧化镍材料：
1、一定大小泡沫镍(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、100mmol硫酸镍，50mmol氯化镍，20mmol硼酸溶解于水中，加水定容至0.1L，制备成电镀液；
3、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后连接恒流稳压电源，进行二电极体系电镀，对电极为镍板；施加电流密度10mA·cm-2，电镀液搅拌速度为300rpm，电镀时间2min；
4、将步骤(3)所得金属镍消杀材料转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存；
5、将以上步骤得到的灭活材料用于电化学消杀电解装置阳极，以碳酸钠为电解液和吸收液，当施加电压为5V时，30s后对“新冠”病毒的消杀致死率达到95％以上，2min后的消杀致死率达到99％以上；其表面功能化纳米镍镀层材料在电流的驱使下可原位转化为具有强氧化性的羟基氢氧化镍。
实施例2
电镀制备泡沫镍负载羟基氢氧化镍铁材料：
1、一定大小泡沫镍(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、5mmol硝酸镍，5mmol硝酸铁解于水中，加水定容至0.1L，制备成电镀液；
3、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后连接电化学工作站，进行三电极体系电镀，对电极为碳板，参比电极为银-氯化银电极；施加电压-1V，对应电流密度1.5mA·cm-2，电镀液搅拌速度为100rpm，电镀时间20min；
4、将步骤(3)所得羟基氢氧化镍铁材料转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存。
5、将以上步骤得到的灭活材料用于电化学消杀电解装置阳极，以碳酸钠为电解液和吸收液，当施加电压为5V时，10s后对“新冠”病毒的消杀致死率达到95％以上，1min后的消杀致死率达到99％以上；其表面功能化镀层为具有强氧化性的羟基氢氧化镍铁。
实施例3
电镀制备泡沫镍负载银材料：
1、一定大小泡沫镍(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、30mmol硝酸银溶解于250ml水中，加入氨水至溶液澄清，制备成电镀液；
3、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后连接恒流稳压电源，进行二电极体系电镀，对电极为镍板；施加电流密度10mA·cm-2，电镀液搅拌速度300rpm，电镀时间30min；
4、将步骤(3)所得整体式电极转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存；其微观结构如图1所示：纳米银颗粒分散于粗糙基底表面；
5、将以上步骤得到的灭活材料应用于空气净化器消杀滤芯材料，无需施加外加电压等，30min后对空气中有害细菌、病毒的灭火率可达80％以上。
实施例4
电镀制备泡沫铜负载金铂材料：
1、一定大小泡沫铜(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、1mmol氯铂酸钠，1mmol氯金酸钠溶解于250ml水中，加入氨水至溶液澄清，制备成电镀液；
3、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后连接恒流稳压电源，进行二电极体系脉冲电镀，对电极为钛板；施加电流密度1mA·cm-2，持续时间1s，占空比1：2，循环周期2000次，电镀液搅拌速度300rpm。
4、将步骤(3)所得整体式电极转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存。
5、将以上步骤得到的灭活材料应用于空气净化器消杀滤芯材料，无需施加外加电压等，30min后对空气中有害细菌、病毒的灭火率可达82％以上。
实施例5
化学镀制备泡沫铜负载银材料：
1、一定大小泡沫铜(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、30mmol硝酸银溶解于250ml水中，加入氨水至溶液澄清，制备成电镀液；
3、60mmol酒石酸钾钠、30mmol氢氧化钠、10mmol葡萄糖溶解于125ml水中，制备成还原剂；
4、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后置于电镀液中，整体系统施加搅拌300rpm；逐滴加入步骤(3)还原剂后计时，化学镀时间60min；
5、将步骤(4)所得整体式电极转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存；其微观结构如图2所示：致密的纳米银颗粒分散于基底表面；
6、将以上步骤得到的灭活材料应用于空气净化器消杀滤芯材料，无需施加外加电压等，30min后对空气中有害细菌、病毒的灭火率可达86％以上。
对比例1
电镀制备泡沫铜负载银材料：
1、一定大小泡沫铜(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、30mmol硫酸镍溶解于250ml水中，加入氨水至溶液澄清，制备成电镀液；
3、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后连接恒流稳压电源，进行二电极体系电镀，对电极为镍板；施加电流密度10mA·cm-2，电镀液搅拌塑料300rpm，电镀时间1min；
4、将步骤(3)所得整体式电极转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存；其微观结构如图3所示：及少量纳米银颗粒分散于基底表面；
5、将以上步骤得到的灭活材料应用于空气净化器消杀滤芯材料，无需施加外加电压等，无明显空气消杀功效。
对比例2
化学镀制备泡沫铜负载银材料：
1、一定大小泡沫铜(4*2cm，120PPI，1mm)，将导电泡沫金属基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声10min，随后置于真空干燥箱中于70℃下干燥1h，得到表面洁净的基底材料，密封保存；
2、30mmol硫酸镍溶解于250ml水中，加入氨水至溶液澄清，制备成电镀液；
3、60mmol酒石酸钾钠、30mmol氢氧化钠、10mmol葡萄糖溶解于125ml水中，制备成还原剂；
4、将步骤(2)所得电镀液转移纸电镀槽中，并用生料带、树脂胶对步骤(1)所得基底进行封装，暴露面积2*2cm2后置于电镀液中，整体系统施加搅拌300rpm；逐滴加入步骤(3)还原剂后计时，化学镀镀时间1min；
5、将步骤(4)所得整体式电极转移至超纯水中超声洗涤10min洗涤，随后置于真空干燥箱中于60℃下干燥1h，密封保存；其微观结构如图4所示：无纳米银颗粒分散于基底表面；
6、将以上步骤得到的灭活材料应用于空气净化器消杀滤芯材料，无需施加外加电压等，无明显空气消杀功效。
应用例1
采用实施例1材料，安装于电化学消杀装置中阳极：采用二电极恒压放电，以碳酸钠为电解液和吸收液，有效暴露面积1*1cm；测试温度：25℃；当时加电压为5V时，30s后对“新冠”病毒的消杀致死率达到95％以上，2min后的消杀致死率达到99％以上。
应用例2
采用实施例2材料，安装于电化学消杀装置中阳极：采用二电极恒压放电，以碳酸钠为电解液和吸收液，有效暴露面积1*1cm；测试温度：25℃；当时加电压为5V时，10s后对“新冠”病毒的消杀致死率达到95％以上，1min后的消杀致死率达到99％以上。
应用例3
采用实施例3材料，用于空气净化器消杀滤芯材料，30min后对空气中有害细菌、病毒的灭火率可达80％以上；
采用实施例4材料，用于空气净化器消杀滤芯材料，30min后对空气中有害细菌、病毒的灭火率可达82％以上；
采用实施例5材料，用于空气净化器消杀滤芯材料，30min后对空气中有害细菌、病毒的灭火率可达86％以上。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种整体式吸附灭活材料，其特征在于，所述灭活材料以多孔金属、合金为基底，所述基底表面沉积有功能化镀层材料，所述功能化镀层材料为金属、金属对应的合金或金属对应的化合物；所述功能化镀层材料通过电镀或化学镀的方法生长于基底表面。
2.根据权利要求1所述的整体式吸附灭活材料，其特征在于，所述多孔金属为泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛或泡沫合金中的至少一种，多孔金属的孔径为5～700PPI，厚度为0.5～20mm。
3.根据权利要求2所述的整体式吸附灭活材料，其特征在于，所述功能化镀层材料为金属镍、钴、铁、钼、钛、锰、金、银、铜、铂金属，及金属对应的合金、或金属对应的化合物中的一种或多种。
4.一种如权利要求1-3任意一项权利要求所述的整体式吸附灭活材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述基底依次置于超纯水、丙酮、超纯水、稀盐酸、超纯水、无水乙醇、超纯水中分别超声2～30min，随后于25～70℃下真空干燥1～12h，得到表面洁净的基底材料；
(2)将镀层材料的溶质溶解于溶剂中，超声分散5～90min，得到电镀液；所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、酒石酸中的一种或多种；
(3)将表面洁净的基底材料置于电镀液中，进行电镀或化学镀；
(4)将电镀/化学镀后所得的灭活材料置于超纯水中超声2～30min洗涤，随后在25～70℃下干燥3～24h，密封保存。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，稀盐酸浓度为1～5mol·L-1。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述镀层材料的溶质为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、醋酸镍、硫酸钴、氯化钴、醋酸钴、硝酸钴、硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、钼酸钠、钼酸铵、钛酸钠、高锰酸钾、氯化锰、氯金酸钠、氯铂酸钠、硝酸银、硫酸铜、硝酸铁、氯化铁、柠檬酸、柠檬酸铵、氨水、柠檬酸钠、硫酸钠、硫酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、次磷酸二氢钠、氨水、氢氧化钠、稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、酒石酸、酒石酸钾钠、硼酸中的一种或多种；所述电镀液总摩尔浓度为0.001～20mol·L-1。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，电镀系统为二电极体系或三电极体系；所述二电极体系中，工作阴极为多孔金属基底，对电极包括碳板、金属镍、金属钛、金板、银板、铂板中的一种；所述三电极体系中，工作阴极为多孔金属基底，对电极包括碳板、金属镍、金属钛、金板、银板、铂板中的一种，参比电极包括饱和甘汞、汞-氧化铬或银-氯化银电极中的一种；所述电镀为恒电流电镀、恒电流脉冲电镀、恒电位电镀或恒电位脉冲电镀中的一种；电镀施加电流密度为0.001～5A·cm-2；电镀施加电压为0.001～10V；电镀温度为1～100℃；电镀时间为2～1440min；采用恒电流脉冲电镀或恒电位脉冲电镀时，时间占空比为1:1～1:500(秒)，循环周期500-1000个；电镀过程中对电镀液进行磁力搅拌，搅拌速度为0～1200rpm。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，化学镀过程中还原液溶质为硼氢化钠、柠檬酸、柠檬酸铵、氨水、柠檬酸钠、硫酸钠、硫酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、次磷酸二氢钠、氨水、氢氧化钠、稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、酒石酸、酒石酸钾钠、乙醇、乙二醇、甘油、葡萄糖、硼氢化钠、活性炭粉中的一种；所述还原液总摩尔浓度为0.01～20mol·L-1；化学镀过程中加入还原液与电镀液体积比为1：100～100：1；化学镀时间为2～1440min，化学镀温度为1～100℃，化学镀过程中进行磁力搅拌，搅拌速度为0～1200rpm。
9.一种空气杀菌消毒装置，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项权利要求所述的整体式吸附灭活材料作为具有消毒杀菌功能的滤芯材料，空气经过所述灭活材料，进行过滤并对空气中的细菌、病毒进行消杀。
10.一种电化学空气净化装置，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项权利要求所述的整体式吸附灭活材料作为所述电化学空气净化装置的阳极和阴极，施加0.1～20V电压，并将空气通入装置腔体，腔体内含有电解液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的至少一种；所述电解液总摩尔浓度为0.001～20mol·L-1。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1481679A (zh) * | 2003-06-19 | 2004-03-17 | 上海交通大学 | 具有杀菌消毒功能的载银泡沫金属的制备方法 |
| CN2686718Y (zh) * | 2003-12-19 | 2005-03-23 | 佛山市顺德区凯纳方实业有限公司 | 复合光催化抗菌泡沫金属 |
| US20140179513A1 (en) * | 2011-05-31 | 2014-06-26 | Wolfgang Kollmann | Production of a catalytically active, metallized reactive foam material and use thereof |
| US20180183040A1 (en) * | 2015-09-02 | 2018-06-28 | The Regents Of The University Of Michigan | Electrochemical device including three-dimensional electrode substrate |
| CN111705310A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-09-25 | 中南大学 | 一种复合金属镀层泡沫金属材料的制备方法 |
| CN112107996A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-22 | 南通大学 | 一种空气过滤器及其制备方法 |
| CN112146197A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-29 | 南通大学 | 一种消声杀菌消毒自净化空气净化机 |
| CN112675349A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种电化学消杀新型冠状病毒的装置与方法 |
| US20210154610A1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-05-27 | Carlo Kristian Chu Carredo | Copper microbicidal filter |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111088944.5A patent/CN115814746A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1481679A (zh) * | 2003-06-19 | 2004-03-17 | 上海交通大学 | 具有杀菌消毒功能的载银泡沫金属的制备方法 |
| CN2686718Y (zh) * | 2003-12-19 | 2005-03-23 | 佛山市顺德区凯纳方实业有限公司 | 复合光催化抗菌泡沫金属 |
| US20140179513A1 (en) * | 2011-05-31 | 2014-06-26 | Wolfgang Kollmann | Production of a catalytically active, metallized reactive foam material and use thereof |
| US20180183040A1 (en) * | 2015-09-02 | 2018-06-28 | The Regents Of The University Of Michigan | Electrochemical device including three-dimensional electrode substrate |
| CN111705310A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-09-25 | 中南大学 | 一种复合金属镀层泡沫金属材料的制备方法 |
| US20210154610A1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-05-27 | Carlo Kristian Chu Carredo | Copper microbicidal filter |
| CN112107996A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-22 | 南通大学 | 一种空气过滤器及其制备方法 |
| CN112146197A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-29 | 南通大学 | 一种消声杀菌消毒自净化空气净化机 |
| CN112675349A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种电化学消杀新型冠状病毒的装置与方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 汤平等: "《传感器及RFID技术应用》", 31 October 2013, 西安：西安电子科技大学出版社, pages: 110 - 111 * |
| 范陆薇等: "《珠宝首饰营销实务》", 31 March 2014, 武汉：中国地质大学出版社, pages: 35 * |
| 马冠水: "泡沫镍负载非贵金属析氢电极的制备及性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, no. 9, 15 September 2015 (2015-09-15), pages 1 * |
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