专利名称：用于杀菌处理流体的产品的制作方法
水的杀菌处理产品是众所周知的，它们由浸渍有以盐形式存在的银的活性炭组成，所述产品是通过在硝酸银溶液中浸渍碳获得的。
这类产品的缺点是发生硝酸盐的盐析和银的盐析。这是因为浸渍不能使银和碳充分地结合，不可避免地要发生盐析。
在饮用水领域中，由于银的溶解浓度被限制到0.01ppm，从而使这类产品的应用受到制约。
已知在实验室中，在产生极高真空的室内用金属银对活性炭进行热金属化处理。在该室中蒸发银，以便能渗透碳。该方法能很好地将银扩散到碳孔中，但是银与碳的结合性差，导致溶解的银发生盐析。活性炭的内部结构被完全破坏并明显地被污染。所制成的产品极易碎并且随着水的通过而失效。该申请不能制得稳定的产品，产品的制备过程由于要花费很长的时间产生真空而变得极其困难，因此不适合于工业化生产。
本发明的目的是提供一种产品，在用该产品处理后产生的杀菌和抑菌能力要比已知产品好很多，实际上无任何污染。由于杀菌能力要由产品的有效表面积决定，所以产品必须具有极高的可使用的活性表面积。
本发明用于杀菌处理的产品的特征在于它们几乎仅由一方面具有视要求而定的外部和内部比表面的多孔载体构成，另一方面，由覆盖所述比表面积的金属层构成，所述金属层是一层覆盖整个比表面并且厚度大致均匀的薄膜，这种金属通过共价键牢固地结合到多孔载体上。
由于这种金属被牢固地结合到多孔体上，因此不会有被分离的危险，而且可以约为5～10埃的极薄的薄膜形式存在。该产品纯度很高。
多孔载体可以是无机或有机材料，尤其是合成材料。例如它们可以由活性炭、浮石、岩石、合成树脂等组成。
产品具有剩磁感应强度，即具有防护性，能防止处理后的流体的任何后续污染。
金属例如可以是纯金属银、或铜、镍或达到要求效果的任何其它金属。
这类产品是通过将原子形式的金属，尤其是银注入多孔体例如浸渍在等离子体中的活性炭粉末中获得的。
下面将详细描述如何获得本发明产品的两个实施例，所述产品由活性炭和银组成。实施例I在射频(13.56MHz)电容耦合放电的反应器中处理粉状活性炭。选择构型，目的是产生贯穿空间电荷包层的高自极化电压。
反应器中所用的气体是氩，气体流速为20sccm，对应的压力为1Pa，与该气体匹配的RF电功率是400W。这种匹配是通过一种L型阻抗适配器进行的。由于空间电荷包层的宽度约为1.5厘米，因此包层中的电场强度为5.3×104Vm-1。在这种条件下，测定的等离子体密度为10-10厘米-3。
将活性炭粉颗粒浸渍在等离子体中，在那儿它们经受连续的离子轰击。轰击的结果是加热等离子体中的碳。测定的到达碳粉颗粒表面的离子通量为7.3×1012离子·秒-1。
将原子形式的银注入气相中。等离子体的作用是产生银原子的固着位置。因此，这种固着的结果是C-Ag原子以共价键形式牢固的结合。于是，从扫描电子显微镜上观察的银附聚体被牢固地结合到碳载体上，不会发生“盐析”。
对由此处理的碳粉颗粒进行的物理化学分析表明碳外层表面上银所占的比例为57％。通过粉状颗粒孔扩散到碳孔中的银的比例可以通过改变放电的物理参数调节。另外，X射线荧光分析表明与经化学浸渍法处理的粉状颗粒相比，被污染的程度即使不为零也可被忽略。这个结果是由于碳粉颗粒处于经控制的气态环境中，例如上述的仅用作金属化载体的惰性气体中。由此最大限度地降低了各种污染。
此外，应该指出该方法是完整的无需进行后处理，例如热后处理。粉状颗粒的处理只在一定的时间内进行例如20分钟。实施例II氩经反应器的底部输入，在反应器的顶部用泵抽出。将粉状的取自煅烧椰子的纯活性炭和N6级纯银(即纯度为99.9999％的银)置于转鼓中，使这些粉末浸渍在远离泵阀的等离子体中。为了悬浮等离子体中的粉状颗粒，在反应器中产生高强度的电场。在这些条件下，等离子体密度约为10-9厘米-3，电子和离子温度分别为3eV和0.03eV。
将活性炭颗粒浸渍在等离子体中，从而通过银离子对其进行连续的轰击。轰击的结果是使碳的温度升至约900℃。
工作参数如下--氩流速大约9sccm(厘米-3/分钟)；--工作压力2Pa；--等离子体激发功率100W；--自极化电压1.2×105Vm-1；--沉积时间25分钟；--沉积厚度5-10埃。
因此，沉积厚度是纳米级的。相当于Ag的内部密度大于4％。
权利要求
1.一种用于杀菌处理液体的产品，其特征在于几乎仅由一方面具有视要求而定的外部和内部比表面的多孔载体构成，另一方面，由覆盖所述比表面积的金属层构成，所述金属层是一层覆盖整个比表面并且厚度大致均匀的薄膜，这种金属通过共价键牢固地结合到多孔载体上。
2.根据权利要求1的产品，其中金属是纯金属银、铜、镍或达到要求效果的各种其它金属。
3.根据权利要求1或2的产品，其中多孔载体由活性炭或任何其它植物、有机、无机和合成材料载体组成。
4.根据权利要求1-3中任一项的产品，其中金属层的厚度是可调节的。
5.根据权利要求1-4中任一项的产品，其中该产品具有防止处理液体任何后续污染的剩磁感应强度。
6.权利要求1-5中任一项产品的制备方法，其中通过将多孔体浸渍在惰性气体等离子体中并通过向气相中注入原子形式金属完成在冷等离子体反应器中处理粉状、粒状或块状多孔体的过程。
全文摘要
一种用于杀菌处理液体的产品,其特征在于几乎仅由一方面具有视要求而定的外部和内部比表面的多孔载体例如活性炭构成,另一方面,由覆盖所述比表面积的金属层例如银构成,所述金属层是一层覆盖整个比表面并且厚度大致均匀的薄膜,这种金属通过共价键牢固地结合到多孔载体上。该产品可在冷等离子体反应器中制得。
文档编号C02F1/50GK1257463SQ98805426
公开日2000年6月21日 申请日期1998年4月22日 优先权日1997年4月22日
发明者H·加莱昂, L·布凡迪, C·C·A·劳雷尔 申请人:H·加莱昂