CN116059836A - 一种铋离子滤膜的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铋离子滤膜的制备方法及其应用，包括以下步骤：将滤膜基材放入清洗器中，加入非离子螯合剂溶液和水，处理1‑2h，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；将滤膜基材A与螯合铋离子溶液加入反应釜中，接着再加入非离子螯合剂溶液，进行反应，反应完成的得到铋离子镶嵌的滤膜基材；将铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水、干燥处理，得到铋离子滤膜。本发明通过将铋离子引入到滤膜基材中，使得到的滤膜基材能产生超过300万负氧离子范围成效，从而有更好的抗菌效果，得到的材料最具性价比，比银离子成本低了十倍，经济实惠。

Description

一种铋离子滤膜的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于滤膜制备技术领域，具体涉及一种铋离子滤膜的制备方法及其应用。
背景技术
近年来疫情比较紧张，我们都在口罩和空气滤膜上应用上不同的离子杀菌材料，除了以往应用银离子外，也发展了铂金和黄金等材料。我们的经验中体会到，铂金离子比银离子有更好和更稳定的杀菌功能，而且让口罩所产生的负氧离子比较多，可以说优势比银离子更好。可惜价钱成本比较高，制作材料比银贵上十倍，可以说是性价比不足了，加上运用黄金离子制造，价钱更贵了。
在应用上，我们发现铋离子有助于其他金属离子的加强作用，尤其是近年发生新冠疫情方面，在杀菌消毒材料上的应用。铋起着非常重要的作用，铋不但加强离子的杀菌和消灭病毒的能力，还可以降低成本和提升效能，而且是附加性效能。例如，我们非常清楚银离子可以杀菌消毒，但价格成本较高，还有用铂金离子杀菌更好，成本比银更贵。性价比没有那么好的情况下，我们添加了铋离子上去，结果大大提升了银和铂金材料的能力，于是利用贵金属的成本更低了。在试验当中同样的杀菌能力，可降低贵金属成本5-10倍的范围。而且铋离子有光触媒效应，是附加的杀菌能力。铋在光触媒下，可以提升其微EMC反应，可在1-3尺的距离内杀菌，这是非常好的附加值，而且提升了材料功能上的实用性。
据了解，市面上效果最好的正负电极空气清新机所制造负氧离子是约10,000左右，这是电激产生的，有可能产生的臭氧和羟基会超标。当然市面上一般的空气清新机所做的负氧离子由2000-6000不等。但是铋离子滤膜在无需电激的环境下，就能做出超过300万的负氧离子，这是非常经济和环保的应用材料了。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种铋离子滤膜的制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铋离子滤膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)滤膜基材的预处理：将滤膜基材放入清洗机中，加入非离子螯合剂溶液和水，浸泡搅拌处理，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；
(2)铋离子的镶嵌：将步骤(1)中得到的滤膜基材A与螯合铋离子溶液加入反应釜中，接着再加入非离子螯合剂溶液，进行反应，反应完成的得到铋离子镶嵌的滤膜基材；
(3)后处理：将步骤(2)中得到的铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水、干燥处理，得到铋离子滤膜。
优选的，所述步骤(1)中滤膜基材为无纺布，非离子螯合剂为铵EDTA，非离子螯合剂溶液的浓度为1mol/L。
优选的，所述步骤(1)中浸泡搅拌处理的时间为1-2h。
优选的，所述步骤(1)中滤膜基材与水的质量比为4-8：50，非离子螯合剂溶液与水的质量比为1：100-1000。
优选的，所述步骤(2)中螯合铋离子溶液的质量浓度为100ppm-1000ppm，非离子螯合剂溶液的浓度为1mol/L。
优选的，所述步骤(2)中滤膜基材A与螯合铋离子溶液的质量比为4-8：50，非离子螯合剂溶液与螯合铋离子溶液的质量比为1：100-1000。
优选的，所述步骤(2)中反应温度为30-40℃，反应时间为10-30min，反应气压为0.1-0.15MPa，pH为6-7。
优选的，所述步骤(3)中干燥温度为60-90℃，干燥时间为4-8h。
本发明还保护所述制备方法制备得到的铋离子滤膜。
本发明还保护所述铋离子滤膜在口罩和空气滤膜上的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明首次提出将铋离子应用于口罩和空气滤膜上，铋离子所制造的口罩和滤膜，在测试结果中能产生超过300万负氧离子范围成效，具体数值根据制作时使用的铋离子浓度。
(2)本发明制备的铋离子滤膜通过化学反应将铋离子引入到滤膜基材上，通过铋离子的光触媒效应，可发挥1-3尺距离内的杀菌效果，同时，由于铋离子的结构上，还可提升空气过虑所产生的负氧离子。
(3)利用铋离子去做滤膜和口罩，得到最具性价比的材料，比银离子成本低了十倍，经济实惠。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例本发明技术方案进行清楚、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。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。
本发明实施例中所有原料均可通过市售获得，其中，非离子螯合剂(铵EDTA)、螯合铋离子可从亚天集团购得。
实施例1
一种铋离子滤膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)滤膜基材的预处理：将4kg无纺布放入清洗机中，加入50kg的水和500mL、1mol/L的二铵EDTA，浸泡搅拌处理1h，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；
(2)铋离子的镶嵌：将步骤(1)中得到的滤膜基材A(4kg)与50kg、质量浓度为1000ppm的螯合铋离子溶液加入反应釜中，再加入500g、1mol/L的铵EDTA，调节pH为6，反应气压为0.1MPa，在30℃下反应10min，反就完成后得到铋离子镶嵌的滤膜基材；
(3)后处理：将步骤(2)中得到的铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水，随后在70℃下干燥6h，得到铋离子滤膜。
实施例2
一种铋离子滤膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)滤膜基材的预处理：将5kg无纺布放入清洗机中，加入50kg的水和500mL、1mol/L的二铵EDTA，浸泡搅拌处理1.5h，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；
(2)铋离子的镶嵌：将步骤(1)中得到的滤膜基材A(5kg)与50kg、质量浓度为500ppm的螯合铋离子溶液加入反应釜中，再加入500g、1mol/L的铵EDTA，调节pH为6.5，反应气压为0.1MPa，在40℃下反应10min，反就完成后得到铋离子镶嵌的滤膜基材；
(3)后处理：将步骤(2)中得到的铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水，随后在80℃下干燥6h，得到铋离子滤膜。
实施例3
一种铋离子滤膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)滤膜基材的预处理：将6kg无纺布放入清洗机中，加入50kg的水和500mL、1mol/L的二铵EDTA，浸泡搅拌处理1h，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；
(2)铋离子的镶嵌：将步骤(1)中得到的滤膜基材A(6kg)与50kg、质量浓度为1000ppm的螯合铋离子溶液加入反应釜中，再加入500g、1mol/L的铵EDTA，调节pH为7，反应气压为0.15MPa，在40℃下反应20min，反就完成后得到铋离子镶嵌的滤膜基材；
(3)后处理：将步骤(2)中得到的铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水，随后在60℃下干燥7h，得到铋离子滤膜。
实施例4
一种铋离子滤膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)滤膜基材的预处理：将8kg无纺布放入清洗机中，加入50kg的水和500mL、1mol/L的二铵EDTA，浸泡搅拌处理2h，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；
(2)铋离子的镶嵌：将步骤(1)中得到的滤膜基材A(8kg)与50kg、质量浓度为1000ppm的螯合铋离子溶液加入反应釜中，再加入500g、1mol/L的二铵EDTA，调节pH为7，反应气压为0.15MPa，在40℃下反应30min，反就完成后得到铋离子镶嵌的滤膜基材；
(3)后处理：将步骤(2)中得到的铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水，随后在90℃下干燥6h，得到铋离子滤膜。
将实施例1-4所制备的铋离子滤膜进行抗菌测试，测试标准为GB/T 23763 2009，测试结果如下表：
项目 大肠杆菌抑菌率(％) 金色葡萄球菌抑菌率(％)
实施例1 99.3 99.5
实施例2 99.1 99.2
实施例3 99.5 99.6
实施例4 99.4 99.3
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)滤膜基材的预处理：将滤膜基材放入清洗机中，加入非离子螯合剂溶液和水，浸泡搅拌处理，处理完成后进行脱水，得到滤膜基材A；
(2)铋离子的镶嵌：将步骤(1)中得到的滤膜基材A与螯合铋离子溶液加入反应釜中，接着再加入非离子螯合剂溶液，进行反应，反应完成的得到铋离子镶嵌的滤膜基材；
(3)后处理：将步骤(2)中得到的铋离子镶嵌的滤膜基材进行脱水、干燥处理，得到铋离子滤膜。
2.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中滤膜基材为无纺布，非离子螯合剂为铵EDTA，非离子螯合剂溶液的浓度为1mol/L。
3.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中浸泡搅拌处理的时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中滤膜基材与水的质量比为4-8：50，非离子螯合剂溶液与水的质量比为1：100-1000。
5.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中螯合铋离子溶液的质量浓度为100ppm-1000ppm，非离子螯合剂为铵EDTA，非离子螯合剂溶液的浓度为1mol/L。
6.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中滤膜基材A与螯合铋离子溶液的质量比为4-8：50，非离子螯合剂溶液与螯合铋离子溶液的质量比为1：100-1000。
7.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应温度为30-40℃，反应时间为10-30min，反应气压为0.1-0.15MPa，pH为6-7。
8.根据权利要求1所述铋离子滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中干燥温度为60-90℃，干燥时间为4-8h。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法得到的铋离子滤膜。
10.一种权利要求9所述铋离子滤膜在口罩和空气滤膜上的应用。
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