专利名称：可见光活性纳米杀菌剂的制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水处理，具体地说是涉及可见光活性纳米杀菌剂的制备方法及应用。
背景技术：
目前，普通饮用水的杀菌主要采用氯、二氧化氯、氯胺、臭氧、紫外以及一些杀菌材料，如闪锌矿等。采用氯、二氧化氯、氯胺作为饮用水杀菌剂虽然能实现很好的杀菌、抑菌效果，但是氯、二氧化氯、氯胺容易与水中的有机物发生反应，生成一些具有毒性并且致癌的消毒副产物，如三氯甲烷、氯乙酸等。臭氧，作为消毒剂，也能起到很好的杀菌效果，但是臭氧的产生需要消耗大量的电能，并且臭氧氧化含有溴离子的原水时，会产生溴酸根，溴酸根已被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物。紫外线照射也能杀灭细菌，存在能耗高、设备投资大等问题。目前已有的一些杀菌材料存在适用范围窄、杀菌慢、需要与紫外结合使用等问题，限制了在实际生产中的应用。如闪锌矿粉，虽然能够在可见光下杀菌，但是杀灭细菌所需的时间长达6个小时，降低了水处理的效率。而其它的一些材料，如二氧化钛等， 需要与紫外线联合使用才能有好的的杀菌效果，这在一定程度上限制了在实际生产中的应用。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种高效、彻底杀灭水中的细菌的可见光活性纳米杀菌剂的制备方法及应用。
本发明目的是通过如下措施来实现可见光活性纳米杀菌剂的制备方法，它依次有五个步骤
(1).把3g TiO2金红石加到IOOmLlOM的NaOH溶液中，在190-200°C进行水热反应 24h ；
(2).把所得反应产物，过滤，并用去离子水洗3-5次，直至洗下来的去离子水pH到 7，然后，在70°C真空干燥12小时；
(3).把步骤2所得白色粉末，加入200mL0. IM HCl溶液中，浸泡M小时，过滤；用去离子水洗3-5次，直至洗下来的去离子水pH到7 ；所得产物加入0. OlM H2SO4，在90_100°C 水热反应12小时，用去离子水洗涤至pH为7，并在70°C真空干燥12小时；
(4).把干燥后的产物690_700°C退火0. 5小时，得到TW2金红石纳米带；
(5).把步骤4所得的TW2金红石纳米带，加入水中与IOOml浓度为3g Γ1的硝酸银溶液混合，搅拌0. 5小时；随后逐滴加入0. 2Μ NaOH至反应完全；用去离子水洗涤至pH为 7，在70°C真空干燥12小时，即得可见光活性纳米杀菌剂。
所述的可见光活性纳米杀菌剂的应用用于普通饮用水细菌含量超标问题，使之达到国家饮用水标准，也用于医院废水的处理。
本发明可见光活性纳米杀菌剂的使用方法本发明可见光活性纳米杀菌剂在投加量为0. Ig L—1时，在可见光的照射下，经过2个小时的处理，可以使大肠杆菌浓度为IO7CFU/ ml的水达到国家饮用水标准。根据所要处理水中细菌的浓度以及水量，投加一定量的本纳米杀菌剂，超声分散1-2分钟，搅拌2小时，水中的细菌便可被杀死。
本发明与现有技术相比，具有如下优点在可见光下实现高的杀菌效果，经过沉淀分离、干燥后，本纳米材料重复利用，具有很强的实际应用价值。
具体实施方式
下面列举1个实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这个实施例。
实施例1
可见光活性纳米杀菌剂的制备方法，它依次有五个步骤
(1).将3g TiO2金红石加入到IOOmL IOM的NaOH溶液中，在200°C进行水热反应 24h ；
(2).将水热反应所得反应产物，过滤，并用去离子水洗3-5次，直至洗下来的去离子水PH到7，然后将所得产物在70°C真空干燥12小时；
(3).将步骤2所得白色粉末，加入200mL 0. IM HCl溶液中，浸泡M小时，过滤；其所得产物用去离子水洗4次，直至洗下来的去离子水pH到7 ；洗涤后将所得产物加入0. OlM H2SO4,在90°C水热反应12小时，所得产物用去离子水洗涤至pH为7，并在70°C真空干燥12 小时；
(4).将干燥后的产物置于690°C，退火0. 5小时，即可得到TW2金红石纳米带；
(5).将所得的TiO2金红石纳米带，加入水中与IOOml浓度为3g L—1的硝酸银溶液混合，搅拌0. 5小时；随后向其中逐滴加入0. 2M NaOH至反应完全；所得产物用去离子水洗涤至PH为7，并在70°C真空干燥12小时，即得可见光活性纳米杀菌剂。
本发明可见光活性纳米杀菌剂的应用例
在实验室以公知大肠杆菌(ATCC1557)为代表细菌，进行了本可见光活性纳米杀菌剂的杀菌性能实验。
1.培养纯种的大肠杆菌(ATCC1557)，并将其浓度稀释到107CFU/ml ；
2.取30ml上述菌液，加入3mg本纳米杀菌剂，在300W老化灯(模拟太阳光)下搅拌2个小时，取0. Iml反应液，接种在固体培养基上，并将接种后的固体培养基置于37°C的培养箱中，培养M小时；
3.将上述培养M小时后的培养皿去除，数培养皿上的菌落数。
上述实验发现，经过2个小时的处理，初始浓度为107CFU/ml的含菌废水中细菌总数少于100个/ml，达到国家饮用水标准。
权利要求
1.可见光活性纳米杀菌剂的制备方法，其特征在于它依次有五个步骤(1).把3gTiO2金红石加到IOOmLlOM的NaOH溶液中，在190-200°c进行水热反应Mh ；(2).把所得反应产物，过滤，并用去离子水洗3-5次，直至洗下来的去离子水pH到7， 然后，在70°C真空干燥12小时；(3).把步骤2所得白色粉末，加入200mL0.IM HCl溶液中，浸泡M小时，过滤；用去离子水洗3-5次，直至洗下来的去离子水pH到7 ；所得产物加入0. OlM H2SO4，在90_100°C水热反应12小时，用去离子水洗涤至pH为7，并在70°C真空干燥12小时；(4).把干燥后的产物690-700°C退火0.5小时，得到TW2金红石纳米带；(5).把步骤4所得的TW2金红石纳米带，加入水中与IOOml浓度为3gL-I的硝酸银溶液混合，搅拌0. 5小时；随后逐滴加入0. 2M NaOH至反应完全；用去离子水洗涤至pH为 7，在70°C真空干燥12小时，即得可见光活性纳米杀菌剂。
2.如权利要求1所述的可见光活性纳米杀菌剂的应用用于普通饮用水细菌含量超标问题，使之达到国家饮用水标准，也用于医院废水的处理。
全文摘要
本发明涉及可见光活性纳米杀菌剂的制备方法及应用。制备方法，依次有五个步骤将金红石加入到NaOH溶液中，水热反应；把所得反应产物用去离子水洗，真空干燥；把步骤2所得白色粉末，加入HCl溶液，浸泡，过滤；去离子水洗，把所得产物加入H2SO4，水热反应，真空干燥；干燥后的产物退火，得TiO2纳米带；把所得的纳米带与硝酸银溶液混合，加入NaOH；所得产物用去离子水洗，即得可见光活性纳米杀菌剂。详细方法见说明书。本发明杀菌剂优点在可见光下即可实现强的杀菌效果，具有很强的实际应用价值。杀菌剂的应用用于普通饮用水细菌含量超标问题，使之达到国家饮用水标准，也用于医院废水的处理。
文档编号A01N59/16GK102524299SQ201110422250
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者侯仰龙, 刘飞, 晋银佳, 童美萍, 苏日娜 申请人:北京大学