本发明涉及抗菌材料领域，尤其涉及一种抗菌陶瓷基滤芯。
背景技术：
：滤芯在过滤行业中一般作为初级过滤，但由于滤芯所用材料为有机物，同时自来水中的悬浮颗粒及部分胶体有机物在滤芯的纳污层聚集形成滤饼为细菌增长提供了适宜的场所，这些都易于滋生细菌，尤其在夏季环境适宜的情况下，细菌急剧增长，导致滤芯发霉发臭。作为能够安装到净水器中的滤芯，已知如下的滤芯：在圆筒状的外壳内，形成对具有功能性有效成分的添加剂(过滤器材料)进行收容的添加剂收容部、以及绕过该添加剂收容部的旁通流路，将原水从外壳下部导入添加剂收容部以及旁通流路，并使通过了添加剂收容部的含有功能性有效成分的水、和通过了旁通流路的旁通水，在外壳的上部空间中混合，而从外壳上部排出。专利文献1：日本特开2006-35214号公报，但是，在净水器中，还存在如罐型净水器那样、从上部导入原水而从下端排出净水的类型的使用净水滤芯的净水器，在所述净水器中适用上述现有技术的情况下，从上部流入的水可能抑制净水滤芯内的空气向上方移动，而在净水滤芯内的原水流入口的下部形成空气蓄积。并且，当在净水滤芯内形成这种空气蓄积时，该空气蓄积可能妨碍在净水滤芯中流动的水流，而使通过净水滤芯的水的流量变得不稳定。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌陶瓷基滤芯。本发明制得的抗菌陶瓷基滤芯能够克服上述缺点，本发明的抗菌陶瓷基滤芯利用离子抗菌原理，能够有效地提高抗菌性能和使用寿命，避免了传统抗菌材料的抗菌性低下、使用寿命低和温度依赖性太强等问题。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种抗菌陶瓷基滤芯，所述滤芯包括基础层与裹覆在基础层表面的包覆层，基础层由硅藻土、钾钠长石、高岭土长石混合粉体、多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂制成浆料后加工制成，包覆层为多金属粉末与多元水合还原抗菌剂制成浆料裹覆在基础层表面得到，厚度为2-5mm。在本技术方案中，首先制备出适合在滤芯中存在的抗菌剂，一方面要对滤芯净化的水质不会有二次污染，另一方面又不会对人体产生危害。对水中的厌氧菌和喜氧菌有极大的抗菌效果，本发明具有更强的活性和吸附力，对于水中的跟中金属具有强大的吸附力和抗菌性，再加之抗菌剂的杀菌作用，会让各种细菌及金属离子被吸附拦截，且原料简单，没有浪费，并且极大的改善了平常滤芯的细菌吸附饱和问题。作为优选，硅藻土原矿的粒度为325-500目，硅含量为91.27％。作为优选，高岭土长石混合粉体的制备方法为：取质量比2:1的高岭土与石英砂，加入钾钠长石粉末，加热熔融，冷却后粉末至500目。在本技术方案中，在烧成前长石能起瘠性原料的作用，减少坯体的干燥收缩和变形，改善干燥性能，缩短干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，并在液相中互相扩散渗透。熔融中生成的长石玻璃体充填于坯体的晶粒之间，使坯体致密而减少空隙，从而提高其机械强度和介电性能。作为优选，钾钠长石经颚式破碎机粉碎到6mm以下，再通过雷蒙磨粉碎到100目以下，由胶带运输机将粉末运到池中与CaO水浸泡20min，然后经泵打入加温加压炉中，炉中温度100-200℃，经过1-2h后，与硫酸钠混合浸泡，结晶，采用固液分离手段，对结晶进行研磨，得到钾钠长石粉末。作为优选，所述的多元水合还原抗菌剂的制备方法为：分别配置5-15mg/L硝酸银溶液、硝酸锌溶液与硫酸钠溶液，在60-80℃下将三种溶液混合搅拌得到混合溶液A；用40-55mL，质量浓度24％的稀盐酸溶解16-25g铝镁合金，得到氯化镁与氯化铝的混合溶液，用50-60mL，质量浓度26％稀盐酸溶解5-10g金属锌与11-15g氧化镁，得到氯化镁与氯化锌的混合溶液，将上述两种混合溶液以质量比2:1混合在一起，得到混合溶液B；将铜、28-32wt％的过氧化氢溶液、30-35wt％的硫酸溶液按质量比1:2.5-3.5:0.4-0.6混合反应；在80-140℃下，按体积比将混合溶液A：混合溶液B：混合溶液C为1:2:1的比例混合搅拌5-10min后降温至20-35℃，加入5g沸石，加热至120-140℃，保温30-45min后烘干得到多元水合还原抗菌剂。在本技术方案中，针对于金属铜的溶解，则要采用对环境无污染的过氧化氢溶液，因为铜位于氢之后，也就是说在过氧化氢溶液中铜不能反应。但可以用氧化还原法。这个方法的原理是：在酸性溶液中加入氧化剂，氧化剂在酸性条件下能够把铜氧化生成铜离子，从而将金属铜溶解得到溶液C。反应方程为：Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O。沸石具有防爆沸的效果，在材料的添加初始时期添加，可以防止一些易溶解原料在一定熔点和沸点时的产生爆沸。但是需要注意的是，必须在降温后再添加沸石，若是在实验过程中加入，如不控制温度，可能会立即出现爆沸的现象，所以为了保证实验的安全性，要控制实验的温度，在常温状态下添加。其次，沸石作为抗菌剂的载体，是用于吸附的作用，能够将溶液中的各种金属以及少量的氢气等物质进行吸附。本发明的通过离子的作用来达到抗菌的效果，在常温下抗菌性能比一般的抗菌剂要好。这种材料内部能够形成原电池效应，之所以会形成这种效应的原因是该材料内部含有的几种金属离子，这几种金属之间的价格差导致它们之间形成了电位差，形成原电池效应，从而提高了抗菌的活性。同时，本发明的多元水合还原抗菌剂由于含有氢气，其具有强还原性，能够起到抗氧化作用，提高高分子材料的抗氧化性，延长使用寿命。作为优选，所述滤芯的制备工艺为：将水与粉体粘结剂按质量比3:1混合，等搅拌均匀后，静置15分钟，得到粉体粘结剂浆液，将粉体粘结剂浆液均分为两份；将制备好的硅藻土、钾钠长石粉末、高岭土长石混合粉体、部分多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，质量比为10：5：3：2：1，搅拌后压滤其中的水分和空气；然后粗制成棒料，在经熟化后，将其制成小棒料，利用机器将其制作成滤芯模具；在室温24℃-28℃下通风干燥，干燥后的模具为此滤芯的基础层，接下来先对其进行煅烧，将已经充分干燥的坯体放入炉中，在室温22℃-28℃，经30-50分钟升温至400℃-600℃，再经30-50分钟升温至800℃-950℃，最后经30-50分钟升温至1200℃-1300℃，在保温20-40分钟，关闭电源，坯体自由冷却至室温，制得滤芯的基础层；采用这种分层煅烧的原因是金属陶瓷在进行煅烧时，由于各种原料熔点的不同，会导致效果减弱，而土质类的熔点比较接近，所以先对其进行煅烧。金属表层采用低温干燥的原因是因为这样可以保护金属离子之间形成的电池反应。取细度为400目的铜粉、氧化铁粉末与氧化镁粉末混合，质量比为3：2：1混合成多金属粉末，将多金属粉末与与剩余粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，按质量比3：1的比例混合，然后将剩余的多元水合还原抗菌剂加入到其中，多金属粉末与多元水合还原抗菌剂的质量比为4：1，加水混合，水和多金属粉末的质量比为1：0.4，将其裹覆在做好的滤芯基层表面，厚度为2-5mm；在冷却后，利用微波干燥技术来干燥，得到抗菌陶瓷基滤芯。在本技术方案中，利用微波干燥技术来干燥，其工作原理是微波频率在300兆赫的电磁波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场的作用，其极性将随着外电厂的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。这时微波场的场能会转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一系列物化而达到微波干燥的目的。作为优选，微波干燥使用微波频率在300兆赫的电磁波。本发明的有益效果是：本发明首先制备出适合在滤芯中存在的抗菌剂，一方面要对滤芯净化的水质不会有二次污染，另一方面又不会对人体产生危害。对水中的厌氧菌和喜氧菌有极大的抗菌效果，本发明具有更强的活性和吸附力，对于水中的跟中金属具有强大的吸附力和抗菌性，再加之抗菌剂的杀菌作用，会让各种细菌及金属离子被吸附拦截，且原料简单，没有浪费，并且极大的改善了平常滤芯的细菌吸附饱和问题。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，但这些阐述并不对本发明做任何形式上的限定。除另有说明，否则本发明所用的所有科学和技术术语具有本发明所属和相关领域的一般技术人员通常所理解的含义。下面结合具体实施例对本发明做出进一步详细的阐述，但应当明白，实施例不应理解为对本发明保护范围的限制。选取硅藻土原矿，对硅藻土原矿进行提纯，通过剥片后酸洗，除去了矿浆中大部分铁和铝等杂质，沉降分级第二次得到硅的含量为91.27％的硅藻土精矿，经过粗选、剥片、酸浸处理的精矿达到了预期要求，硅含量由71.86％增至91.27％，有效的去除了杂质，提升了比表面积，整个工艺流程产率约为40％。酸浸对于硅藻孔结构有修饰作用，不但提高了硅藻土含量，还可以对硅藻孔结构进行修饰。在经过提纯后，得到了细度在325目-500目的硅藻土。实施例1一种抗菌陶瓷基滤芯，所述滤芯包括基础层与裹覆在基础层表面的包覆层，基础层由硅藻土、钾钠长石、高岭土长石混合粉体、多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂制成浆料后加工制成，包覆层为多金属粉末与多元水合还原抗菌剂制成浆料裹覆在基础层表面得到，厚度为2mm。高岭土长石混合粉体的制备方法为：取质量比2:1的高岭土与石英砂，加入钾钠长石粉末，加热熔融，冷却后粉末至500目。钾钠长石经颚式破碎机粉碎到6mm以下，再通过雷蒙磨粉碎到100目以下，由胶带运输机将粉末运到池中与CaO水浸泡20min，然后经泵打入加温加压炉中，炉中温度100℃，经过1h后，与硫酸钠混合浸泡，结晶，采用固液分离手段，对结晶进行研磨，得到钾钠长石粉末。所述的多元水合还原抗菌剂的制备方法为：分别配置5mg/L硝酸银溶液、硝酸锌溶液与硫酸钠溶液，在60℃下将三种溶液混合搅拌得到混合溶液A；用40mL，质量浓度24％的稀盐酸溶解16g铝镁合金，得到氯化镁与氯化铝的混合溶液，用50mL，质量浓度26％稀盐酸溶解5g金属锌与11g氧化镁，得到氯化镁与氯化锌的混合溶液，将上述两种混合溶液以质量比2:1混合在一起，得到混合溶液B；将铜、28wt％的过氧化氢溶液、30wt％的硫酸溶液按质量比1:2.5:0.4混合反应；在80℃下，按体积比将混合溶液A：混合溶液B：混合溶液C为1:2:1的比例混合搅拌5min后降温至20℃，加入5g沸石，加热至120℃，保温30min后烘干得到多元水合还原抗菌剂。所述滤芯的制备工艺为：将水与粉体粘结剂按质量比3:1混合，等搅拌均匀后，静置15分钟，得到粉体粘结剂浆液，将粉体粘结剂浆液均分为两份；将制备好的硅藻土、钾钠长石粉末、高岭土长石混合粉体、部分多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，质量比为10：5：3：2：1，搅拌后压滤其中的水分和空气；然后粗制成棒料，在经熟化后，将其制成小棒料，利用机器将其制作成滤芯模具；在室温24℃下通风干燥，干燥后的模具为此滤芯的基础层，接下来先对其进行煅烧，将已经充分干燥的坯体放入炉中，在室温22℃，经30分钟升温至400℃，再经30分钟升温至800℃，最后经30分钟升温至1200℃，在保温20分钟，关闭电源，坯体自由冷却至室温，制得滤芯的基础层；取细度为400目的铜粉、氧化铁粉末与氧化镁粉末混合，质量比为3：2：1混合成多金属粉末，将多金属粉末与与剩余粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，按质量比3：1的比例混合，然后将剩余的多元水合还原抗菌剂加入到其中，多金属粉末与多元水合还原抗菌剂的质量比为4：1，加水混合，水和多金属粉末的质量比为1：0.4，将其裹覆在做好的滤芯基层表面，厚度为2mm；在冷却后，利用微波干燥技术来干燥，微波干燥使用微波频率在300兆赫的电磁波，得到抗菌陶瓷基滤芯。实施例2一种抗菌陶瓷基滤芯，所述滤芯包括基础层与裹覆在基础层表面的包覆层，基础层由硅藻土、钾钠长石、高岭土长石混合粉体、多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂制成浆料后加工制成，包覆层为多金属粉末与多元水合还原抗菌剂制成浆料裹覆在基础层表面得到，厚度为3mm。高岭土长石混合粉体的制备方法为：取质量比2:1的高岭土与石英砂，加入钾钠长石粉末，加热熔融，冷却后粉末至500目。钾钠长石经颚式破碎机粉碎到6mm以下，再通过雷蒙磨粉碎到100目以下，由胶带运输机将粉末运到池中与CaO水浸泡20min，然后经泵打入加温加压炉中，炉中温度150℃，经过1.5h后，与硫酸钠混合浸泡，结晶，采用固液分离手段，对结晶进行研磨，得到钾钠长石粉末。所述的多元水合还原抗菌剂的制备方法为：分别配置10mg/L硝酸银溶液、硝酸锌溶液与硫酸钠溶液，在72℃下将三种溶液混合搅拌得到混合溶液A；用48mL，质量浓度24％的稀盐酸溶解20g铝镁合金，得到氯化镁与氯化铝的混合溶液，用56mL，质量浓度26％稀盐酸溶解8g金属锌与12g氧化镁，得到氯化镁与氯化锌的混合溶液，将上述两种混合溶液以质量比2:1混合在一起，得到混合溶液B；将铜、30wt％的过氧化氢溶液、32wt％的硫酸溶液按质量比1:3:0.5混合反应；在120℃下，按体积比将混合溶液A：混合溶液B：混合溶液C为1:2:1的比例混合搅拌8min后降温至25℃，加入5g沸石，加热至130℃，保温35min后烘干得到多元水合还原抗菌剂。所述滤芯的制备工艺为：将水与粉体粘结剂按质量比3:1混合，等搅拌均匀后，静置15分钟，得到粉体粘结剂浆液，将粉体粘结剂浆液均分为两份；将制备好的硅藻土、钾钠长石粉末、高岭土长石混合粉体、部分多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，质量比为10：5：3：2：1，搅拌后压滤其中的水分和空气；然后粗制成棒料，在经熟化后，将其制成小棒料，利用机器将其制作成滤芯模具；在室温26℃下通风干燥，干燥后的模具为此滤芯的基础层，接下来先对其进行煅烧，将已经充分干燥的坯体放入炉中，在室温26℃，经40分钟升温至500℃，再经40分钟升温至900℃，最后经40分钟升温至1250℃，在保温30分钟，关闭电源，坯体自由冷却至室温，制得滤芯的基础层；取细度为400目的铜粉、氧化铁粉末与氧化镁粉末混合，质量比为3：2：1混合成多金属粉末，将多金属粉末与与剩余粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，按质量比3：1的比例混合，然后将剩余的多元水合还原抗菌剂加入到其中，多金属粉末与多元水合还原抗菌剂的质量比为4：1，加水混合，水和多金属粉末的质量比为1：0.4，将其裹覆在做好的滤芯基层表面，厚度为3mm；在冷却后，利用微波干燥技术来干燥，微波干燥使用微波频率在300兆赫的电磁波，得到抗菌陶瓷基滤芯。实施例3一种抗菌陶瓷基滤芯，所述滤芯包括基础层与裹覆在基础层表面的包覆层，基础层由硅藻土、钾钠长石、高岭土长石混合粉体、多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂制成浆料后加工制成，包覆层为多金属粉末与多元水合还原抗菌剂制成浆料裹覆在基础层表面得到，厚度为5mm。高岭土长石混合粉体的制备方法为：取质量比2:1的高岭土与石英砂，加入钾钠长石粉末，加热熔融，冷却后粉末至500目。钾钠长石经颚式破碎机粉碎到6mm以下，再通过雷蒙磨粉碎到100目以下，由胶带运输机将粉末运到池中与CaO水浸泡20min，然后经泵打入加温加压炉中，炉中温度200℃，经过2h后，与硫酸钠混合浸泡，结晶，采用固液分离手段，对结晶进行研磨，得到钾钠长石粉末。所述的多元水合还原抗菌剂的制备方法为：分别配置15mg/L硝酸银溶液、硝酸锌溶液与硫酸钠溶液，在80℃下将三种溶液混合搅拌得到混合溶液A；用55mL，质量浓度24％的稀盐酸溶解25g铝镁合金，得到氯化镁与氯化铝的混合溶液，用60mL，质量浓度26％稀盐酸溶解10g金属锌与15g氧化镁，得到氯化镁与氯化锌的混合溶液，将上述两种混合溶液以质量比2:1混合在一起，得到混合溶液B；将铜、32wt％的过氧化氢溶液、35wt％的硫酸溶液按质量比1:3.5:0.6混合反应；在140℃下，按体积比将混合溶液A：混合溶液B：混合溶液C为1:2:1的比例混合搅拌10min后降温至35℃，加入5g沸石，加热至140℃，保温45min后烘干得到多元水合还原抗菌剂。所述滤芯的制备工艺为：将水与粉体粘结剂按质量比3:1混合，等搅拌均匀后，静置15分钟，得到粉体粘结剂浆液，将粉体粘结剂浆液均分为两份；将制备好的硅藻土、钾钠长石粉末、高岭土长石混合粉体、部分多元水合还原抗菌剂与粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，质量比为10：5：3：2：1，搅拌后压滤其中的水分和空气；然后粗制成棒料，在经熟化后，将其制成小棒料，利用机器将其制作成滤芯模具；在室温28℃下通风干燥，干燥后的模具为此滤芯的基础层，接下来先对其进行煅烧，将已经充分干燥的坯体放入炉中，在室温28℃，经50分钟升温至600℃，再经50分钟升温至950℃，最后经50分钟升温至1300℃，在保温40分钟，关闭电源，坯体自由冷却至室温，制得滤芯的基础层；取细度为400目的铜粉、氧化铁粉末与氧化镁粉末混合，质量比为3：2：1混合成多金属粉末，将多金属粉末与与剩余粉体粘结剂浆液混合搅拌均匀，按质量比3：1的比例混合，然后将剩余的多元水合还原抗菌剂加入到其中，多金属粉末与多元水合还原抗菌剂的质量比为4：1，加水混合，水和多金属粉末的质量比为1：0.4，将其裹覆在做好的滤芯基层表面，厚度为5mm；在冷却后，利用微波干燥技术来干燥，微波干燥使用微波频率在300兆赫的电磁波，得到抗菌陶瓷基滤芯。表1：滤芯的应用：种类MIC(ppm)MIC(ppm)大肠杆菌150青霉菌156金黄色葡萄球菌148黑霉菌152本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。当前第1页1 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