一种具备杀菌功能的活性炭成型滤芯的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种具备杀菌功能的活性炭成型滤芯的制备方法，其步骤为：首先将活性炭成型滤芯放入含酸性氧化剂溶液中浸泡清洗去除还原性质点，脱水，干燥；其次将干燥后的滤芯放入硝酸银溶液中静置充分吸附，脱水，干燥；再次载银活性炭滤芯置于过硫酸钾与氢氧化钠配制的反应液中反应30~40分钟，取出在60~70℃温度下保温30~45分钟；最后将滤芯用纯净水进行清洗，直到PH值为7.5~8.5后进行离心脱水，烘干即可。本发明所得活性炭滤芯经EPS能谱仪扫描电镜分析结果显示，生成物四氧化四银分子晶体电池反应完全，不含其它杂质，其晶体在活性炭滤芯内部分布均匀，没有银脱落现象，抑菌、杀菌效果显著，杀菌率达99.5%。
【专利说明】一种具备杀菌功能的活性炭成型滤芯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属水处理领域，具体涉及一种具备杀菌功能的活性炭滤芯的制备方法。
【背景技术】
[0002] 银具有杀菌消毒作用，早在2000多年前即为人们所知，到上世纪三十年代围绕银 合成出的药物已达400多种，直到发现抗生素后，银化物才逐渐退出医药杀菌领域；直到近 代强力细菌的出现，银化物的药用杀菌研究又被人们所重视，自美国科学家上世纪六十年 代合成出四氧化四银后，以色列物理学家Aantelman在研究它的结构特性中发现它具有强 烈的杀菌作用，直到1990年代证实了它是一种具有两个三价银和两个一价银离子与四个 氧原子相结合的多价态银化合物，因其在同一分子内存在不同价态的电子，因而存在潜在 的内电压，是电子间可进行电子交换的电池，电子交换所具有的电压足以杀死细菌和病毒， 且无毒无害，之后在美国等国发表了多项专利，用于水处理、艾滋病、癌症等的治疗。
[0003] 活性炭在饮用水处理过程中已被广泛应用，对饮用水口感的改善和有毒、有害物 质的去除起到了重要作用。但在净化过程虽去除了水中影响身体健康的各种有害物质，其 同时极易被细菌污染而成为细菌的温床，形成细菌污染。在20多年前人们就试图以载银活 性炭来消除这一缺陷，仅靠吸附力将银固载在活性炭上虽能在一定程度上抑制了细菌的滋 生，但银离子极易脱落，使净化水中银离子超标严重，后来人们又以卤化银的形式载在活性 炭上，同样易造成银的流失，使出水银离子含量超标，由于没有很好的办法，一直成为饮用 水深度处理的难题；直到21世纪初法国科学院和法国巴斯德试验室联合以等离子体照射 的方式，银离子在高能作用下形成氧化亚银的化学键能，从而解决了银离子的脱落流失问 题。
[0004] 在国内，荆效民教授于2007年申请了炭基高价银分子晶体电池的制备方法的发 明专利，专利号为ZL200710017828. 8，它是以表面化学合成方法将四氧化四银合成在颗粒 活性炭表面形成化学键，防止了银离子脱落，可以容易地将病菌和病毒吸附并在瞬间杀死。 由于散装颗粒活性炭在使用中不能形成稳定的过滤结构，虽有一定的抑菌和杀菌作用，但 使用起来很不方便，无法有效发挥其作用。
[0005] 目前，还未发现将四氧化四银合成在活性炭净水成型滤芯上。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种集吸附、过滤、抑菌及杀灭细菌病毒于 一体的活性炭成型滤芯的制备方法。它要解决的技术问题是将具有强力杀灭细菌、病毒的 四氧化四银分子晶体电池直接合成到活性炭成型滤芯上。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用如下解决方案：一种具备杀菌功能的活性炭成型滤 芯的制备方法，包括申请号为201310191247. 1、发明名称为一种活性炭成型滤芯及其制备 方法的发明专利申请中所述的活性炭成型滤芯，其特征在于：它包含以下步骤： 1、将活性炭成型滤芯放入含酸性氧化剂溶液中浸泡清洗或压力冲洗ΚΓ20分钟取出， 离心去除吸附水后置于真空干燥箱中8(n〇0°C干燥后备用； 2、 将干燥后除去还原性质点的滤芯放入0. 1~1%浓度的硝酸银溶液中静置30分钟充分 吸附饱和后，离心去除吸附水，置于真空干燥箱中8(T95°C干燥4~6小时后取出，准备进行 四氧化四银分子晶体电池的合成； 3、 配制1 :1过硫酸钾与氢氧化钠反应液，浓度为30-50g/L ; 4、 量取与滤芯等质量或过量的反应液，加热到8(T98°C，从干燥箱中取出载银活性炭滤 芯置于反应液中化学反应3(Γ40分钟，取出在烘箱中6(T70°C温度下保温3(Γ45分钟； 5、 取出滤芯用纯净水进行清洗，以除去反应的付产物及过量的过二硫酸钠及氢氧化 钠，直到ΡΗ值为7. 5~8. 5后进行离心脱水，清洗脱水后的滤芯置于烘箱中在不超过120°C温 度下烘干即可。
[0008] 上述的一种具备杀菌功能的活性炭成型滤芯的制备方法，其特征在于：所述的含 酸性氧化剂溶液为〇. 2%硫酸和0. 3%过氧化氢混合液。
[0009] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： 1、本发明采用的活性炭成型滤芯，其生产工艺特殊，经挤压成型、烘干烧结、活化激活 而成，激活后的活性炭净水滤芯因在高温下打通了相联活性炭孔隙之间的所有通道，活性 炭吸附性能得到95%以上的恢复，净水滤芯强度高，耐温耐沸水耐酸碱；结构密实，比重轻， 孔隙发达，阻力适中，比表面积高达1050 m2 /g以上，其各项性能指标优于国内外同类产品 2(Γ30% 以上。
[0010] 2、由于活性炭成型滤芯对银的还原性远比颗粒活性炭强，即使在常温下仍能将浸 渍到滤芯上的硝酸银还原为元素银，极大减少了化学合成四氧化四银分子电池的数量，削 弱了滤芯的杀菌效果，因此本发明对滤芯的强还愿性进行了去除，这样就容易将四氧化四 银分子晶体电池合成到滤芯上，载银后的产品不但保留了原滤芯的各种功能和优点，而且 四氧化四银分子晶体纯度高，不含其它价态的银化物和元素银，其抑菌、杀菌效果显著。
[0011] 3、本发明工艺所得活性炭净水滤芯经EPS能谱仪扫描电镜分析结果显示，生成物 四氧化四银分子晶体电池反应完全，不含其它杂质，其晶体在活性炭滤芯内部分布均匀。经 高浓度大肠杆菌试验，在压力2 kg / m%流量6L/min条件下，杀菌率高达99. 5% ;经检测，各 项指标附合饮用水安全要求，没有银脱落现象。
【具体实施方式】
[0012] 实施例一： 1、将活性炭成型滤芯放入〇. 2%硫酸和0. 3%过氧化氢混合液中浸渍清洗或压力冲洗 10 - 20分钟取出，离心脱水后置于真空干燥箱中80- 100°C干燥后备用。
[0013] 2、将干燥后除去还原性质点的成型滤芯置于浓度为0. 1%的硝酸银溶液中浸渍静 置30分钟，使其充分吸附后，离心脱水，置于真空干燥箱中80- 85°C干燥4小时后备用。
[0014] 3、称取过硫酸钾和氢氧化钠各25克溶于500毫升纯水中，加热至80°C作反应液。
[0015] 4、从干燥箱中取出浸渍吸附银后的活性炭成型滤芯置于加热的反应液中进行化 学反应30-40分钟，取出在烘箱中6(T70°C温度下保温3(Γ45分钟。
[0016] 5、取出滤芯用纯水冲洗至ΡΗ值为8,以除去反应付产物硫酸钾(钠）和硝酸钾(钠） 等，离心脱水，真空干燥（105 °C )即得成品。
[0017] 实施例二： 1、按实施例一步骤1除去滤芯之还原性质点。
[0018] 2、将步骤1的滤芯放入浓度为0. 3%硝酸银溶液中浸渍，静置充分吸附后，脱水干 燥6小时。
[0019] 3、称取过硫酸钾和氢氧化钠各24克溶于500毫升纯水中，加热至85 °C，做为反应 液。
[0020] 4、将步骤1、2处理后的滤芯置于反应液中于85°C反应液反应40分钟，保温45分 钟。
[0021] 5、从反应液中取出滤芯用纯水冲洗(除去反应产生的付产物硫酸钠、硫酸钾及硝 酸钾(钠)）至冲洗液PH值7. 5,脱水烘干至恒重即得成品。
[0022] 实施例三： 1、按实施例一步骤1除去滤芯之还原性质点。
[0023] 2、将步骤1干燥后的滤芯放置于浓度为0. 5%的硝酸银溶液中静置，充分吸附30 分钟，脱水干燥5小时。
[0024] 3、称取过硫酸钾和氢氧化钠各48克溶于1000毫升纯水中，加热至90°C作为反应 液。
[0025] 4、将步骤1、2处理后的滤芯置于90°C反应液中反应30分钟，保温40分钟。
[0026] 5、从反应液中取出滤芯用纯水冲洗至冲洗液PH值8. 5,脱水，105°C真空干燥即得 产品。
【权利要求】
1. 一种具备杀菌功能的活性炭成型滤芯的制备方法，包括申请号为201310191247. 1、 发明名称为一种活性炭成型滤芯及其制备方法的发明专利申请中所述的活性炭成型滤芯， 其特征在于：它包含以下步骤： (1) 将活性炭成型滤芯放入含酸性氧化剂溶液中浸泡清洗或压力冲洗ΚΓ20分钟取 出，离心去除吸附水后置于真空干燥箱中8(n〇0°C干燥后备用； (2) 将干燥后除去还原性质点的滤芯放入0. 1~1%浓度的硝酸银溶液中静置30分钟充 分吸附饱和后，离心去除吸附水，置于真空干燥箱中8(T95°C干燥4~6小时后取出，准备进 行四氧化四银分子晶体电池的合成； (3) 配制1 :1过硫酸钾与氢氧化钠反应液，浓度为30-50g/L ; (4) 量取与滤芯等质量或过量的反应液，加热到8(T98°C，从干燥箱中取出载银活性炭 滤芯置于反应液中化学反应3(Γ40分钟，取出在烘箱中6(T70°C温度下保温3(Γ45分钟； (5) 取出滤芯用纯净水进行清洗，以除去反应的付产物及过量的过二硫酸钠及氢氧化 钠，直到ΡΗ值为7. 5~8. 5后进行离心脱水，清洗脱水后的滤芯置于烘箱中在不超过120°C温 度下烘干即可。
2. 根据权利要求1所述的具备杀菌功能的活性炭成型滤芯的制备方法，其特征在于： 所述的含酸性氧化剂溶液为〇. 2%硫酸和0. 3%过氧化氢混合液。
【文档编号】C02F1/28GK104192936SQ201410447937
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】邢建权, 荆效民, 吴冬建, 张旭, 杨大治, 程效民 申请人:太原市银溪源科技有限公司