一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置的制作方法

本发明属于uvc消毒，具体是一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置。

背景技术：

1、uvc led已广泛应用与水体微生物的消杀领域中，紫外线消杀具有效率高、无污染、几乎不产生有毒副产物等优势。但由于紫外线的波长短，常用于消毒的紫外线波段在200nm～275nm，在水体中会快速衰减，越远离uvc led灯珠部分的水体消杀效率越低。因此目前的uvc消杀装置为保证消杀效果，过流腔体都较小，效率难以提高。

2、银具有广谱抗菌性，常用作抗菌剂，但块状银难以释放银离子。纳米银由于具有快速、持久释放的特性，更有利于在溶剂中对水体进行消杀。虽然纳米银具有良好的消杀效果，但在水体内的性质不稳定，杀菌活性还有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，通过使纳米银与紫外线联合作用，增强纳米银的杀菌活性，弥补紫外线在水体中辐射距离短所造成的消杀效率低的问题。

2、提供一种用于流体净化的uvc杀菌装置，包括：

3、相对设置的uvc模块和纳米银涂层，所述纳米银涂层的成分包括生物源银纳米颗粒。纳米银能够与不同生物基结合形成粒径与形状不同的生物源银纳米颗粒，粒径直接影响着颗粒的性能。生物基是由微生物或植物所提取的环保材料，使用生物基作为与纳米银结合的基体不会产生更多有毒副产物。纳米银涂层能以稳定的速率将生物源银纳米颗粒释放在水体中，与水体中的待灭杀微生物结合。

4、银纳米颗粒是一种广谱的抗菌剂，颗粒具有结合微生物细胞使细胞停止复制的机制，但实际应用在水中发现杀菌效率并不高。主要原因在于银纳米颗粒在水中的稳定性不足，稳定性随着时间递减，颗粒的粒径也影响着杀菌的效果，团聚的银越多颗粒粒径越大，与微生物接触的有效面积越低，杀菌效果也越小。而当纳米银与生物基结合后稳定性会大大提高，通过不同的制备方法所产生的生物源银纳米颗粒的粒径能够控制在一定范围内。

5、此外，由生物基包覆所产生的生物源银纳米颗粒与紫外线之间具有协同作用。紫外线作用在生物源银纳米颗粒上时，能显著增强生物源银纳米颗粒的抗菌活性，使得将其应用在水消杀装置中时，能通过生物源银纳米颗粒弥补紫外线在水中穿透性不足的问题。由于在一些生物基与纳米银结合制备方法中，紫外线辐射就作为还原剂使用，生物源银纳米颗粒在水中经过紫外线照射，稳定性会有所提高。

6、作为本发明进一步的方案：水在消杀装置内的滞留时间h≥30s时，所述生物源银纳米颗粒是通过纤维素纳米纤维包覆纳米银制成。通常包覆纳米银用的生物基包括蛋白质或纤维素。经过试验发现，使用真菌体的蛋白质作为生物基的生物源银纳米颗粒杀菌活性要优于以纤维素作为生物基的生物源银纳米颗粒，但蛋白质在紫外线的长久辐射下会变性失活，而纤维素基相比于蛋白质基对紫外线的抗性更高，在紫外线照射下保持自身活性的时间更长。

7、因此对于某些紫外线抗性较高的微生物，如藤黄微球菌、铜绿假单胞菌等，在具有充足紫外线辐射通量的条件下需要较长时间才能达到近乎全部灭杀的效果。因此对于灭杀这类微生物，使用稳定性较高的纤维素基银纳米颗粒，能使银纳米颗粒在水中的作用持续时间更长，达到与微生物充分结合的效果。

8、作为本发明进一步的方案：所述生物源银纳米颗粒是将0.04％～0.06％的纤维素纳米纤维悬浮液超声8min～12min，纤维素纳米纤维悬浮液与0.8mmol/l～1.2mmol/l硝酸银以1:1的比例混合，然后将混合物置于超声浴中超声14min～16min。通过此方法得到的纤维素基的生物源银纳米颗粒的粒径范围在120nm～140nm。

9、作为本发明进一步的方案：水在消杀装置内的滞留时间h≤30s时，所述生物源银纳米颗粒是通过蛋白质纳米纤维包覆纳米银制成。对于紫外线抗性较低的微生物，如大肠杆菌、流感病毒、金黄色葡萄球菌等，在具有充足紫外线辐射通量的条件下能在短时间内达到近乎全部灭杀的效果。因此对于灭杀这类微生物，使用消杀活性较高但稳定性较低的蛋白质基纳米银颗粒，能进一步提高消杀的效率，在蛋白质基失活前完成与微生物的结合。

10、作为本发明进一步的方案：所述生物源银纳米颗粒是将2mmol/l～4mmol/l硝酸银与0.1g/ml～0.2g/ml蛋白浓度的真菌提取液以1:1的比例混合，然后将混合物在26℃～28℃下暗处理70h～80h制得。通过此方法得到的蛋白质基的生物源银纳米颗粒的粒径范围在50nm～70nm。

11、作为本发明进一步的方案：还包括与uvc模块相对设置的涂层基板以及紫外线全反射层，所述纳米银涂层涂覆在涂层基板上，所述涂层基板、紫外线全反射层以及uvc模块之间形成过水流道。涂层基板用于搭载纳米银涂层，将纳米银涂层涂覆在涂层基板上，与紫外线全反射层一起形成与uvc模块相对的侧板，uvc模块与涂层基板和紫外线全放射层之间形成过水的流道。

12、uvc模块向流道内释放紫外线，纳米银涂层向水体释放生物源银纳米颗粒，两者共同对微生物作用。紫外线全反射层能以高反射率反射紫外线，增大流道内的紫外线辐射通量，使得紫外线能充分作用于微生物和生物源银纳米颗粒上。

13、作为本发明进一步的方案：所述紫外线全反射层与纳米银涂层之间的面积比为6～8:1。通过平衡紫外线全反射层与纳米银涂层之间的面积占比，保证纳米银涂层释放生物源银纳米颗粒的速率，并使得紫外线全反射层能反射足够的紫外线，保证紫外线的辐射通量。

14、作为本发明进一步的方案：所述紫外线全反射层包括聚四氟乙烯膜。高反射聚四氟乙烯膜可为紫外线提供高效且均匀的漫反射，相对于使用传统的抛光铝或不锈钢拥有更大的反射率。且高反射聚四氟乙烯膜拥有很好的化学惰性和抗紫外线性，在长时间的紫外线照射下能保持自身的性质不变，拥有较长的使用寿命。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

16、生物源银纳米颗粒是由生物基与纳米银结合产生，生物基能提高纳米银的稳定性，使纳米银在水体中长时间作用。生物基在紫外线的辐射下能增强纳米银的抗菌活性，增强了纳米银的杀菌效果。生物源银纳米颗粒与紫外线协同作用，填补了紫外线照射薄弱的部位，提高了整体的杀菌效果。

技术特征：

1.一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，水在消杀装置内的滞留时间h≥30s时，所述生物源银纳米颗粒是通过纤维素纳米纤维包覆纳米银制成。

3.根据权利要求2所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，所述生物源银纳米颗粒是将0.04％～0.06％的纤维素纳米纤维悬浮液超声8min～12min，纤维素纳米纤维悬浮液与0.8mmol/l～1.2mmol/l硝酸银以1:1的比例混合，然后将混合物置于超声浴中超声14min～16min制得。

4.根据权利要求1所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，水在消杀装置内的滞留时间h≤30s时，所述生物源银纳米颗粒是通过蛋白质纳米纤维包覆纳米银制成。

5.根据权利要求4所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，所述生物源银纳米颗粒是将2mmol/l～4mmol/l硝酸银与0.1g/ml～0.2g/ml蛋白浓度的真菌提取液以1:1的比例混合，然后将混合物在26℃～28℃下暗处理70h～80h制得。

6.根据权利要求1所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，还包括与uvc模块相对设置的涂层基板以及紫外线全反射层，所述纳米银涂层涂覆在涂层基板上，所述涂层基板、紫外线全反射层以及uvc模块之间形成过水流道。

7.根据权利要求6所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，所述紫外线全反射层与纳米银涂层之间的面积比为6～8:1。

8.根据权利要求6所述的一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，其特征在于，所述紫外线全反射层包括聚四氟乙烯膜。

技术总结
本发明公开了一种银纳米颗粒和紫外线联合作用的消杀装置，属于UVC消毒技术领域，包括相对设置的UVC模块和纳米银涂层，纳米银涂层的成分包括生物源银纳米颗粒。生物源银纳米颗粒是由生物基与纳米银结合产生，生物基能提高纳米银的稳定性，使纳米银在水体中长时间作用。生物基在紫外线的辐射下能增强纳米银的抗菌活性，增强了纳米银的杀菌效果。生物源银纳米颗粒与紫外线协同作用，填补了紫外线照射薄弱的部位，提高了整体的杀菌效果。

技术研发人员：刘德权,肖永勇
受保护的技术使用者：湖南普斯赛特光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13