CN116040728A - 抗菌带及其制备方法、抗菌带复合活性炭棒及其应用 - Google Patents

抗菌带及其制备方法、抗菌带复合活性炭棒及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗菌带及其制备方法、抗菌带复合活性炭棒及其应用，涉及水净化技术领域。本发明提供的抗菌带的制备方法，包括：a.采用亲水性修饰剂对抗菌材料进行改性修饰，获得亲水性抗菌材料；b.配制含有所述亲水性抗菌材料和凝胶剂的混合溶液，然后将混合溶液滴加至氯化钙溶液中进行交联反应，制备得到抗菌带。该制备方法，简单方便，制备得到的抗菌带具有良好的抗菌性能，且抗菌带中抗菌材料的析出量符合国家饮用水标准。本发明提供的抗菌带复合活性炭棒具有良好的抗菌效果，拓展了活性炭棒的使用范围，延长了活性炭棒的使用寿命，抗菌材料析出量符合国家饮用水标准，可广泛应用于水净化领域。

Description

抗菌带及其制备方法、抗菌带复合活性炭棒及其应用
技术领域
本发明涉及水净化技术领域，尤其是涉及一种抗菌带及其制备方法、抗菌带复合活性炭棒及其应用。
背景技术
活性炭棒在家庭用水净化装置中是一个不可或缺的重要单元。它的主要功能是去除自来水中的残留余氯和不愉快的味道(改善口感)，以及移除水中的有机物污染。因此，家用净水器几乎都设置有活性炭棒。然而，炭棒是细菌容易生长的温床，因此，自来水流经炭棒固然可以去除余氯、有机物的污染物质，但同时可能使水中菌落数增加。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种抗菌带的制备方法。
本发明的第二目的在于提供一种抗菌带。
本发明的第三目的在于提供一种抗菌带复合活性炭棒，以解决上述问题中的至少一种。
本发明的第四目的在于提供上述抗菌带复合活性炭棒在水净化中的应用。
第一方面，本发明提供了一种抗菌带的制备方法，包括以下步骤：
a.采用亲水性修饰剂对抗菌材料进行改性修饰，获得亲水性抗菌材料；
b.配制含有所述亲水性抗菌材料和凝胶剂的混合溶液，然后将混合溶液滴加至氯化钙溶液中进行交联反应，制备得到抗菌带。
作为进一步技术方案，所述改性修饰包括以下步骤：将亲水性修饰剂的溶液添加至抗菌材料的溶液中进行改性反应，获得亲水性抗菌材料；
优选地，所述改性反应的温度为40-70℃；
优选地，所述改性反应的时间为0.5-2h；
优选地，在搅拌的条件下进行改性反应。
作为进一步技术方案，所述氯化钙的浓度为0.2-0.8M，优选为0.4M；
优选地，所述滴加的速度为20-70mL/min，优选为50mL/min。
作为进一步技术方案，所述亲水性修饰剂包括APTES、柠檬酸钠、透明质子酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、油酸、油酸钠、月桂酸和聚乙烯醇中的至少一种。
作为进一步技术方案，所述抗菌材料包括银系抗菌材料、锌系抗菌材料、铜系抗菌材料和二氧化钛中的至少一种。
作为进一步技术方案，所述银系抗菌材料包括纳米银或Ag-TiO2中的至少一种；
优选地，所述锌系抗菌材料包括氧化锌；
优选地，所述铜系抗菌材料包括氧化铜。
作为进一步技术方案，所述凝胶剂包括淀粉、阿拉伯胶、果胶、琼脂、明胶、海藻胶、角叉胶、糊精、羧甲基壳聚糖、脂肪油、壳聚糖、液状石蜡、藻酸丙二醇酯和羧甲基纤维素钠中的至少一种。
第二方面，本发明提供了一种抗菌带，采用所述的制备方法制备得到。
第三方面，本发明提供了一种抗菌带复合活性炭棒，包括所述的抗菌带和活性炭棒；
所述活性炭棒沿长度方向具有中心通孔；
所述抗菌带的一端固定于活性炭棒上远离出水端的另一端，抗菌带的另一端置于中心通孔内。
第四方面，本发明提供了上述抗菌带复合活性炭棒在水净化中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的抗菌带的制备方法，简单方便，制备得到的抗菌带具有良好的抗菌性能，且抗菌带中抗菌材料的析出量符合国家饮用水标准。
本发明提供的抗菌带复合活性炭棒，其抗菌带放在炭棒的中心通孔内，有利于跟过滤水充分接触，抗菌效果更佳，延长抗菌带的寿命，与含有抗菌颗粒的活性碳棒对比，抗菌带组装方便，不占空间，不限流。该抗菌带复合活性炭棒具有良好的抗菌效果，拓展了活性炭棒的使用范围，延长了活性炭棒的使用寿命，抗菌材料析出量符合国家饮用水标准，可广泛应用于水净化领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为对比例3的活性碳棒过滤水细菌实验；
图2为实施例4的抗菌带复合活性碳棒过滤水细菌实验；
图3为实施例5的抗菌带复合活性碳棒过滤水细菌实验；
图4为实施例6的抗菌带复合活性碳棒过滤水细菌实验；
图5为本发明抗菌带复合活性碳棒的结构。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一方面，本发明提供了一种抗菌带的制备方法，包括以下步骤：
a.采用亲水性修饰剂对抗菌材料进行改性修饰，获得亲水性抗菌材料；
b.配制含有所述亲水性抗菌材料和凝胶剂的混合溶液，然后将混合溶液滴加至氯化钙溶液中进行交联反应，制备得到抗菌带。
发明人研究发现，亲水性抗菌材料粘附细菌的能力远超普通抗菌材料，导致对水中细菌的氧化应激程度不同，杀菌效率也优于普通抗菌材料，基于此本发明首先将抗菌材料进行改性以获得亲水性抗菌材料。本发明提供的抗菌带的制备方法，简单方便，制备得到的抗菌带具有良好的抗菌性能，且抗菌带中抗菌材料的析出量符合国家饮用水标准。
在一些优选的实施方式中，所述改性修饰包括以下步骤：将亲水性修饰剂的溶液添加至抗菌材料的溶液中进行改性反应，获得亲水性抗菌材料；
优选地，所述改性反应的温度例如可以为，但不限于40℃、52℃、54℃、56℃、58℃或70℃；
优选地，所述改性反应的时间例如可以为，但不限于0.5h、0.9h、1h、1.1h或2h；
优选地，在搅拌的条件下进行改性反应。
通过对改性反应条件的进一步优化和调整，提高抗菌材料的改性效率。
在一些优选的实施方式中，所述氯化钙的浓度为0.2-0.8M，优选为0.4M；
优选地，所述滴加的速度例如可以为，但不限于20mL/min、35mL/min、50mL/min、55mL/min或70mL/min，优选为50mL/min。
在一些优选的实施方式中，所述亲水性修饰剂包括APTES、柠檬酸钠、透明质子酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、油酸、油酸钠、月桂酸和聚乙烯醇中的至少一种。
以上亲水性修饰剂与抗菌材料反应，实现对抗菌材料的亲水性修饰。
在一些优选的实施方式中，所述抗菌材料包括银系抗菌材料、锌系抗菌材料、铜系抗菌材料和二氧化钛中的至少一种。
其中，所述银系抗菌材料包括纳米银或Ag-TiO2中的至少一种；
优选地，所述锌系抗菌材料包括但不限于氧化锌，或者本领域技术人员所熟知的其他具有抗菌作用的锌系材料；
优选地，所述铜系抗菌材料包括但不限于氧化铜，或者本领域技术人员所熟知的其他具有抗菌作用的铜系材料。
在一些优选的实施方式中，所述凝胶剂包括淀粉、阿拉伯胶、果胶、琼脂、明胶、海藻胶、角叉胶、糊精、羧甲基壳聚糖、脂肪油、壳聚糖、液状石蜡、藻酸丙二醇酯、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
第二方面，本发明提供了一种抗菌带，采用所述的制备方法制备得到。
该抗菌带抗菌性能好，其抗菌材料的析出量小，符合国家饮用水标准。
第三方面，本发明提供了一种抗菌带复合活性炭棒，如图5所示，包括所述的抗菌带和活性炭棒；
所述活性炭棒沿长度方向具有中心通孔；
所述抗菌带的一端固定于活性炭棒上远离出水端的另一端，抗菌带的另一端置于中心通孔内。此外，活性炭棒还包括上盖和下盖，上盖开口，安装于活性碳棒的出水端，下盖密封，安装于活性碳棒的另一端，该活性碳棒工作时，待过滤水从活性碳棒的棒身进入中心通孔内，然后从上盖的开口处流出，实现对水质的过滤和杀菌。
本发明提供的抗菌带复合活性炭棒，其抗菌带放在炭棒的中心通孔内，有利于跟过滤水充分接触，抗菌效果更佳，延长抗菌带的寿命，与含有抗菌颗粒的活性碳棒对比，抗菌带组装方便，不占空间，不限流。该抗菌带复合活性炭棒具有良好的抗菌效果，拓展了活性炭棒的使用范围，延长了活性炭棒的使用寿命，抗菌材料析出量符合国家饮用水标准，可广泛推广使用。
第四方面，本发明提供了上述抗菌带复合活性炭棒在水净化中的应用。
本发明提供的抗菌带复合活性炭棒具有抗菌和过滤的双重功能，能够用于水的净化。
下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
实施例1
一种抗菌带，制备方法如下：
纳米银改性为亲水性：(1)称取一定量的纳米银，配制成2L，0.2g/L银溶液；
(2)称取一定量的柠檬酸钠配制200ml，0.1M/L柠檬酸钠，缓慢滴入上述溶液，60℃下搅拌1h，离心，60℃干燥，待用；
抗菌带的制备：(1)称取一定量的氯化钙，溶于纯水，配制0.4M的氯化钙溶液4L，放入10L的长方形盘；
(2)称取一定量的改性银，溶于纯水，配制银溶液(1L，0.1g/L)；
(3)将12g低酯果胶溶于银溶液(1L，0.1g/L)，搅拌均匀；
(4)将银/低酯果胶溶液以50ml/min速度逐滴滴入氯化钙溶液，从左到右，上下间隔2mm，以从走到右为一次，每走完一次，停留5min，再开始，滴加完成后，静置2h，使交联彻底反应完成，最后，将溶液排干，自然烘干，制备得到抗菌带。
实施例2
一种抗菌带，制备方法如下：
氧化铜改性为亲水性：(1)称取一定量的氧化铜，超声分散，配制成3L，0.4g/L铜溶液；
(2)称取一定量的十二烷基苯磺酸钠，配制200ml，0.1M/L十二烷基苯磺酸钠溶液，缓慢滴入上述溶液，60℃下搅拌1h，离心，60℃干燥，待用；
抗菌带的制备：(1)称取一定量的氯化钙，溶于纯水，配制0.4M的氯化钙溶液4L，放入10L的长方形盘；
(2)称取一定量的改性氧化铜，溶于纯水，配制铜溶液(2L，0.1g/L)；
(3)将30g藻酸丙二醇酯溶于铜溶液(2L，0.1g/L)，搅拌均匀；
(4)将铜/藻酸丙二醇酯溶液以50ml/min速度逐滴滴入氯化钙溶液，从左到右，上下间隔2mm，以从走到右为一次，每走完一次，停留5min，再开始，滴加完成后，静置2h，使交联彻底反应完成，最后，将溶液排干，自然烘干，制备得到抗菌带。
实施例3
一种抗菌带，制备方法如下：
Ag-TiO2改性为亲水性：(1)称取一定量的Ag-TiO2，超声分散，配制成3L，0.5g/LAg-TiO2溶液；
(2)称取一定量的油酸钠，配制200ml，0.1M/L油酸钠溶液，缓慢滴入上述溶液，60℃下搅拌1h，离心，60℃干燥，待用；
抗菌带的制备：(1)称取一定量的氯化钙，溶于纯水，配制0.4M的氯化钙溶液4L，放入10L的长方形盘；
(2)称取一定量的改性Ag-TiO2，溶于纯水，配制Ag-TiO2溶液(2L，0.1g/L)；
(3)将30g羧甲基纤维素钠溶于Ag-TiO2溶液(1.5L，0.1g/L)，搅拌均匀；
(4)将Ag-TiO2/羧甲基纤维素钠溶液以50ml/min速度逐滴滴入氯化钙溶液，从左到右，上下间隔2mm，以从走到右为一次，每走完一次，停留5min，再开始，滴加完成后，静置2h，使交联彻底反应完成，最后，将溶液排干，自然烘干，制备得到抗菌带。
对比例1
一种抗菌带，制备方法如下：
抗菌带的制备：(1)称取一定量的氯化钙，溶于纯水，配制0.4M的氯化钙溶液4L，放入10L的长方形盘；
(2)称取一定量的氧化锌，溶于纯水，配制氧化锌溶液(1L，0.5g/L)；
(3)将10g海藻酸钠溶于氧化锌溶液(1L，0.5g/L)，搅拌均匀；
(4)将氧化锌/海藻酸钠溶液以50ml/min速度逐滴滴入氯化钙溶液，从左到右，上下间隔2mm，以从走到右为一次，每走完一次，停留3min，再开始，滴加完成后，静置2h，使交联彻底反应完成，最后，将溶液排干，自然烘干，制备得到抗菌带。
实施例4
一种抗菌带复合活性炭棒，制备方法如下：
将实施例1制备得到的抗菌带，裁切成6mm宽*40mm长的尺寸，一端粘在炭棒下端盖，另一端放入炭棒的中心孔，将炭棒的上端盖封装好，得到抗菌带复合活性炭棒。
实施例5
一种抗菌带复合活性炭棒，制备方法如下：
将实施例2制备得到的抗菌带，裁切成6mm宽*40mm长的尺寸，一端粘在炭棒下端盖，另一端放入炭棒的中心孔，将炭棒的上端盖封装好，得到抗菌带复合活性炭棒。
实施例6
一种抗菌带复合活性炭棒，制备方法如下：
将实施例3制备得到的抗菌带，裁切成6mm宽*40mm长的尺寸，一端粘在炭棒下端盖，另一端放入炭棒的中心孔，将炭棒的上端盖封装好，得到抗菌带复合活性炭棒。
对比例2
一种抗菌带复合活性炭棒，制备方法如下：
将对比例1制备得到的抗菌带，裁切成6mm宽*40mm长的尺寸，一端粘在炭棒下端盖，另一端放入炭棒的中心孔，将炭棒的上端盖封装好，得到抗菌带复合活性炭棒。
对比例3
活性碳棒，直接将炭棒的上下端盖粘接好，不加抗菌带。
试验例1
将实施例4-6提供的抗菌带复合活性炭棒和对比例2-3提供的活性碳棒浸泡于水中，分别检测浸泡前后水中菌落数和金属离子浓度，结果如表1和图1-图4所示。
表1实施例4-6及对比例2-3菌落数和金属离子测试结果
Figure BDA0003927574190000091
Figure BDA0003927574190000101
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)

1.一种抗菌带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.采用亲水性修饰剂对抗菌材料进行改性修饰，获得亲水性抗菌材料；
b.配制含有所述亲水性抗菌材料和凝胶剂的混合溶液，然后将混合溶液滴加至氯化钙溶液中进行交联反应，制备得到抗菌带。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性修饰包括以下步骤：将亲水性修饰剂的溶液添加至抗菌材料的溶液中进行改性反应，获得亲水性抗菌材料；
优选地，所述改性反应的温度为40-70℃；
优选地，所述改性反应的时间为0.5-2h；
优选地，在搅拌的条件下进行改性反应。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化钙的浓度为0.2-0.8M，优选为0.4M；
优选地，所述滴加的速度为20-70mL/min，优选为50mL/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性修饰剂包括APTES、柠檬酸钠、透明质子酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、油酸、油酸钠、月桂酸和聚乙烯醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌材料包括银系抗菌材料、锌系抗菌材料、铜系抗菌材料和二氧化钛中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述银系抗菌材料包括纳米银或Ag-TiO2中的至少一种；
优选地，所述锌系抗菌材料包括氧化锌；
优选地，所述铜系抗菌材料包括氧化铜。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶剂包括淀粉、阿拉伯胶、果胶、琼脂、明胶、海藻胶、角叉胶、糊精、羧甲基壳聚糖、脂肪油、壳聚糖、液状石蜡、藻酸丙二醇酯和羧甲基纤维素钠中的至少一种。
8.一种抗菌带，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。
9.一种抗菌带复合活性炭棒，其特征在于，包括权利要求8所述的抗菌带和活性炭棒；
所述活性炭棒沿长度方向具有中心通孔；
所述抗菌带的一端固定于活性炭棒上远离出水端的另一端，抗菌带的另一端置于中心通孔内。
10.权利要求9所述的抗菌带复合活性炭棒在水净化中的应用。
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