本發(fā)明涉及抗菌材料領(lǐng)域，尤其涉及一種多元離子抗菌活性炭及其制備方法。
背景技術(shù)：
：活性炭是一種重要濾材，廣泛應(yīng)用于水質(zhì)與空氣凈化領(lǐng)域。為方便使用，通常將活性炭粉與黏結(jié)劑混合，并加熱成形為一種抗壓強(qiáng)度良好的棒材。所述活性炭棒的形成方法可區(qū)分為擠出法與燒結(jié)法。擠出法采用單螺桿擠出機(jī)將混合的活性炭粉與黏結(jié)劑喂入擠出機(jī)，通常活性炭粉占70％至95％，以160-185℃加工溫度擠出，成管狀，冷卻后進(jìn)行切割，即得活性炭棒。燒結(jié)法則將混合的活性炭粉與黏結(jié)劑倒入金屬模具內(nèi)，置入燒結(jié)爐以220-300℃溫度燒結(jié)20至60分鐘，然后取出模具，冷卻后打開模具，即得活性炭棒。燒結(jié)法所得之活性炭棒，其活性炭粉被黏結(jié)劑熔化堵塞較少。然而活性炭在水處理時(shí)，在吸附大量有毒有害污染物同時(shí)，活性炭吸附了大量有機(jī)污染物，此時(shí)微生物極易繁殖，從而繁殖大量的細(xì)菌，因此，通常在炭棒中載銀制備抗菌活性炭棒，以達(dá)到抗菌效果。現(xiàn)有技術(shù)中，抗菌活性炭棒的制備方法通常有以下幾種：一，擠出法，即在利用擠出法成型炭棒的過程中加入復(fù)合抗菌劑粉末，將活性炭粉、黏結(jié)劑與抗菌粉擠出形成載銀活性炭，抗菌粉通常為銀粉，其缺陷在于，所述復(fù)合抗菌劑在擠出成型后，被黏結(jié)劑所包覆，復(fù)合抗菌劑難以析出，抗菌效果較差。二，燒結(jié)法，即在利用燒結(jié)法成型炭棒的過程中加入復(fù)合抗菌劑粉末，活性炭粉、黏結(jié)劑與抗菌粉燒結(jié)形成載銀活性炭，抗菌粉通常為銀粉，其缺陷在于，所述復(fù)合抗菌劑粉末較細(xì)小，使得與黏結(jié)劑的結(jié)合率較差，復(fù)合抗菌劑粉末大量析出，使得水中復(fù)合抗菌劑嚴(yán)重超標(biāo)，而炭棒很快失去抗菌效果。三，包覆法，即在活性炭棒外層包覆一層載銀無紡布，其缺陷在于，載銀無紡布中的陰離子大量析出，溶于水中，使得水溶液中銀離子濃度超標(biāo)，而炭棒很快失去抗菌效果。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多元離子抗菌活性炭及其制備方法。本發(fā)明制得的多元離子抗菌活性炭能夠克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭利用離子抗菌原理和微磁電場(chǎng)技術(shù)原理，形成了一種新型抗菌添加材料，能夠有效地提高抗菌性能和使用壽命，避免了傳統(tǒng)抗菌材料的抗菌性低下、使用壽命低和溫度依賴性太強(qiáng)等問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；其中，所述agno3、tio2、cu、zn、mg的質(zhì)量分別為活性炭質(zhì)量的2.9-5.3％加上二氧化硅粉體總質(zhì)量的1/3-2/3。在本技術(shù)方案中，本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭利用離子抗菌原理和微磁電場(chǎng)技術(shù)原理，形成了一種新型高效抗菌添加材料。有效地提高了抗菌性能和使用壽命，避免了傳統(tǒng)抗菌材料的抗菌性低下、使用壽命低和溫度依賴性太強(qiáng)等問題。其優(yōu)點(diǎn)具體為：(1)多元離子抗菌活性炭通過離子抗菌的方法來提高抗菌能力。通過離子抗菌的手段，吸附交換各種離子，使抗菌性達(dá)到最活躍的狀態(tài)。添加各種對(duì)人體無害的離子來使抗菌性能提高。(2)多元離子抗菌活性炭可以有效干擾細(xì)胞壁的合成。細(xì)菌細(xì)胞壁重要組分為肽聚糖，離子抗菌劑對(duì)細(xì)胞壁的干擾作用，主要抑制多糖鏈與四肽交聯(lián)有連結(jié)，從而使細(xì)胞壁失去完整性，失去了對(duì)滲透壓的保護(hù)作用，損害菌體而死亡。多元離子抗菌活性炭可損傷細(xì)胞膜。細(xì)胞膜是細(xì)菌細(xì)胞生命活動(dòng)重要的組成部分。因此，如細(xì)胞膜受損傷、破壞，將導(dǎo)致細(xì)菌死亡。多元離子抗菌活性炭能夠抑制蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)的合成過程變更、停止、使細(xì)菌死亡。蛋白質(zhì)對(duì)于細(xì)菌來說是物質(zhì)基礎(chǔ)，是有機(jī)大分子，是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機(jī)物，是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。沒有蛋白質(zhì)就沒有生命，而離子交換法破環(huán)了蛋白質(zhì)的合成過程，使整個(gè)過程變更或者停止，這樣細(xì)菌就停止生長(zhǎng)或者死亡。(3)添加有多元離子抗菌活性炭的使用壽命長(zhǎng)。抗菌劑的使用壽命一般和抗氧化直接相關(guān)，抗氧化能力越好，使用壽命就越長(zhǎng)；反之則相反。而多元離子抗菌活性炭的抗氧化加強(qiáng)是通過離子抗菌的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，加強(qiáng)了耐氧化性，會(huì)讓其在一定時(shí)間內(nèi)保持其固有的屬性，不被氧化，延長(zhǎng)其使用壽命。而且離子交換可以加入抗氧化的離子，使材料隔絕氧氣，提升材料的抗氧化，增加使用壽命。所以對(duì)比于其他的材料，添加有多元離子抗菌活性炭的材料使用壽命會(huì)比較長(zhǎng)。本發(fā)明通過磁場(chǎng)加強(qiáng)了復(fù)合金屬離子的電離活性和強(qiáng)度，有效地提高了抗菌滅菌性能，有效地防止細(xì)菌的滋生。本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭可用于制成濾芯，用于凈水中；可用作添加劑添加進(jìn)瓷磚中，可作為添加劑添加進(jìn)涂料中，用途廣泛。作為優(yōu)選，二氧化硅粒徑為200-400目，占活性炭總質(zhì)量的2.9-5.3％的活性炭的粒徑為200-400目，剩余活性炭直徑為5-10mm。作為優(yōu)選，占活性炭總質(zhì)量的94.7-97.1％的活性炭先經(jīng)過活化，活化工藝為：將直徑為5-10mm的活性炭放置于活化爐內(nèi)，升溫至800-900℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1200-1350℃，保溫15-20min。一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取15-28份粒徑200-400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到180-240份去離子水中配制成懸浮液a，以180-220r/min攪拌22-32min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質(zhì)量的1/3-2/3的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成55-65份的懸浮液b，加熱升溫至80-90℃，攪拌45-50min，然后將懸浮液b以20-30滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，用去離子水配置成45-60份溶液，再按5-15滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取480-510份直徑5-10mm的活性炭進(jìn)行活化，升溫至800-900℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1200-1350℃，保溫15-20min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時(shí)間10-12h，然后放入烘箱內(nèi)烘干，制得多元離子抗菌活性炭。在本技術(shù)方案中，在高溫下c與氧氣發(fā)生氧化還原進(jìn)行活化，通過c的氣體反應(yīng)(燒失)達(dá)到碳粒中造碳的目的。其主要化學(xué)反應(yīng)工如下：(氧氣充足時(shí))：c+o2＝co2，若氧氣不足：2c+o2＝2co，c+co2＝2co。多元離子抗菌活性炭與普通活性炭的區(qū)別：普通活性炭不具有抗菌能力，多元離子抗菌活性炭吸附能力強(qiáng)，能去味，去臭，有效抑菌、抗菌。作為優(yōu)選，步驟b)中懸浮液b的攪拌速度為600-800r/min。作為優(yōu)選，步驟b)中將懸浮液b以25-28滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中。作為優(yōu)選，步驟c)中烘箱的溫度為60-80℃。與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭利用離子抗菌原理和微磁電場(chǎng)技術(shù)原理，形成了一種新型抗菌添加材料，能夠有效地提高抗菌性能和使用壽命，避免了傳統(tǒng)抗菌材料的抗菌性低下、使用壽命低和溫度依賴性太強(qiáng)等問題。具體實(shí)施方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，但這些闡述并不對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限定。除另有說明，否則本發(fā)明所用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語具有本發(fā)明所屬和相關(guān)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員通常所理解的含義。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步詳細(xì)的闡述，但應(yīng)當(dāng)明白，實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取15份粒徑為200-400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到180份去離子水中配制成懸浮液a，以180r/min攪拌22min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質(zhì)量的1/3的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成55份的懸浮液b，加熱升溫至80℃，攪拌45min，攪拌速度為600r/min；然后將懸浮液b以25滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，tio2的用量與agno3相同，用去離子水配置成45份溶液，再按5滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取480份直徑5-10mm的活性炭進(jìn)行活化，升溫至800℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1200℃，保溫15min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時(shí)間10h，然后放入烘箱內(nèi)烘干，烘箱的溫度為60℃，制得多元離子抗菌活性炭。實(shí)施例2一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取20份粒徑為200-400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到200份去離子水中配制成懸浮液a，以200r/min攪拌25min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質(zhì)量的1/2的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成60份的懸浮液b，加熱升溫至85℃，攪拌48min，攪拌速度為700r/min；然后將懸浮液b以26滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，tio2的用量與agno3，相同用去離子水配置成50份溶液，再按10滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取500份直徑5-10mm的活性炭進(jìn)行活化，升溫至855℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1250℃，保溫18min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時(shí)間11h，然后放入烘箱內(nèi)烘干，烘箱的溫度為65℃，制得多元離子抗菌活性炭。實(shí)施例3一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取28份粒徑為400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到240份去離子水中配制成懸浮液a，以220r/min攪拌32min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質(zhì)量的2/3的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成65份的懸浮液b，加熱升溫至90℃，攪拌50min，攪拌速度為800r/min；然后將懸浮液b以28滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，tio2的用量與agno3，用去離子水配置成60份溶液，再按15滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取510份直徑5-10mm的活性炭進(jìn)行活化，升溫至900℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1350℃，保溫20min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時(shí)間12h，然后放入烘箱內(nèi)烘干，烘箱的溫度為80℃，制得多元離子抗菌活性炭。為測(cè)試本發(fā)明的抗菌劑的抗菌效果，將其添加到不同材料中的進(jìn)行分析：表1：在濾芯中的應(yīng)用：種類mic(ppm)mic(ppm)大腸桿菌150青霉菌156金黃色葡萄球菌148黑霉菌152表2：在抗菌瓷磚中的應(yīng)用：種類大腸桿菌金黃色葡萄球菌枯草桿菌肺炎桿菌綠膿桿菌滅菌率99.9％99.7％99.9％99.8％99.9％本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12