本发明属于空调滤芯材料制备技术的研究领域,具体涉及一种具有抗菌效果的空调滤芯的制备方法。
背景技术:
室内空气由于废气、灰尘、微生物等外部污染源以及香烟、体汗、来自装饰材料的voc等内部污染源亟需有效治理。家用及商用空调都不可缺少滤芯材料,因此制备一种具有抗菌效果的空调滤芯材料,可以有效提高室内空气质量,在家庭、医院、学校等场所都可以提供很好的应用。
目前,氧化锌纳米颗粒是一种具有抗菌效果的活性氧化物类材料,具有较好的安全性及长效性,越来越受到青睐。银系抗菌材料也是一类被人熟知的抗菌材料,在医学行业得到了广泛的应用。活性炭是目前常用的吸附材料,以椰壳、竹子制备的生物活性炭,不仅环保且性能优异。如果进一步使活性炭也具有抗菌效果,则制备的含有氧化锌、银纳米颗粒和抗菌活性炭的空调滤芯具有更好的吸附污染物的能力和抗菌性。
将不同形貌的纳米氧化锌颗粒和银复合形成一种纳米氧化锌-银纳米颗粒,并且将其负载在目前常见的空调滤芯网状纤维材质上,可以增大抗菌作用的表面积。有机硅季铵盐的优良抗菌抑菌性能是经过实践证明的,显示出广谱抗菌效果和较高抗菌率且安全无毒、无致酶反应。若进一步将含有机硅季铵盐抗菌剂的生物活性炭负载到空调滤芯网上,不仅能够提高吸附污染物的能力,还可增强整体滤芯的抗菌效果。本发明为抗菌空调滤芯材料的制备提供了一种有效的途径。
技术实现要素:
针对目前银纳米材料抗菌效果好,但是成本高的问题,本发明为抗菌空调滤芯材料的制备提供了一种仅通过溶液浸泡法即可的简单高效经济安全的制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种抗菌空调滤芯材料的制备方法,采用如下步骤:
(1)制备抗菌纳米氧化锌-银颗粒溶胶。将氧化锌纳米粒子配置成浓度为0.0001-0.1mol/l的氧化锌溶液,再加入浓度为0.0001-0.1mol/l硝酸银溶液,zn:ag的摩尔比为0.01-100,通过高压汞灯照射2-4h,超声分散30-60min,搅拌后得到充分分散均匀的纳米氧化锌-银溶胶;
(2)取适合的金属网状纤维作为载体,将金属网状纤维载体按1:8-15摩尔比浸泡在纳米氧化锌-银颗粒溶胶中0.5h-24h;
(3)将负载了氧化锌-银纳米溶胶的金属网状纤维载体取出,80-120℃下干燥10-30min;
(4)将天然椰壳或竹子制备的毫米级生物多孔活性炭在有机硅季铵盐抗菌剂按1:10-15中浸泡2-5h、烘干,利用静电作用将这种含有有机硅季铵盐抗菌剂的多孔活性炭喷涂在第三步得到的金属网状纤维载体上,活性炭的覆盖率为10-50%,即可得到负载了复合抗菌吸附剂的金属网状抗菌空调滤芯材料。
所述氧化锌纳米粒子为球状、棒状、片状、以及核壳结构中的一种或者几种的混合物。
氧化锌溶液和硝酸银溶液所用的溶剂为水、乙醇、甲醇中的一种或者几种的混合物。
金属网状纤维的材质为金属铁、铜、铝、镁及其合金的一种或者几种的混合物。
金属网状纤维载体浸泡过程可以是常温常压,也可加热加压,温度范围在室温-100℃,压力范围在0-30mpa。
作为一种优选方式:步骤(3)中的有机硅季铵盐抗菌剂可以是脂肪链有机硅季铵盐、含芳香基团的有机季铵盐或含卤素的有机硅季铵盐中的一种或几种。
本发明的有益效果是:本发明提出的一种抗菌空调滤芯材料的制备方法,采用纳米氧化锌颗粒和银复合更加安全经济,原料成本低廉易于获得;生物活性炭原料取材经济绿色,且吸附性能优异;有机硅季铵盐的优良抗菌抑菌性能是经过实践证明的,可以很好地吸附到生物活性炭表面,能够进一步提高空调滤芯的抗菌效果。制备过程仅通过溶液浸泡,静电喷涂工艺即可获得,制备工艺简单,经济安全,环保绿色,且制备得到的抗菌材料性质稳定,可反复应用。
实施例1
一种抗菌空调滤芯材料的制备方法,采用如下步骤:
1)将氧化锌纳米粒子配置成浓度为0.001mol/l的氧化锌溶液,再加入浓度为0.01mol/l硝酸银溶液,溶剂为水,zn:ag的摩尔比为1:1,通过高压汞灯照射2h,并辅助超声分散50min,得到分散均匀纳米氧化锌-银溶胶;
2)取不锈钢材质的网状纤维作为载体,将金属网状纤维载体按1:9摩尔比浸泡在纳米氧化锌-银颗粒溶胶中0.5h;
3)将负载了氧化锌-银纳米溶胶的金属网状纤维载体取出,120℃下干燥,即可得到负载了纳米氧化锌-银颗粒的金属网状抗菌自洁空调滤芯材料。
4)将天然椰壳制备的毫米级生物多孔活性炭置于质量浓度为30%的苄基二甲基硅丙基氯化铵水溶液中搅拌0.5小时,然后取出于100℃下干燥,即可得到负载有苄基二甲基硅丙基氯化铵的多孔活性炭。
5)将上述制备好的多孔活性炭通过静电作用喷涂在负载了纳米氧化锌-银纳米颗粒的金属网状纤维载体表面,活性炭的喷涂覆盖率为50%,即可得到负载了复合抗菌吸附剂的金属网状抗菌空调滤芯材料。
实施例2
一种抗菌空调滤芯材料的制备方法,采用如下步骤:
1)将氧化锌纳米粒子配置成浓度为0.01mol/l的氧化锌溶液,再加入浓度为0.05mol/l硝酸银溶液,溶剂为乙醇和水的1:1混合物,zn:ag的摩尔比为3:1,通过高压汞灯照射3h,并辅助超声分散30mim,得到分散均匀纳米氧化锌-银溶胶;
2)取铝合金材质的网状纤维作为载体,将金属网状纤维载体浸泡在纳米氧化锌-银颗粒溶胶中采用高压釜密闭并加热到80℃,反应3h;
3)将负载了氧化锌-银纳米溶胶的金属网状纤维载体取出,80℃下干燥,即可得到负载了纳米氧化锌-银颗粒的金属网状抗菌自洁空调滤芯材料。
4)将竹子制备的毫米级生物多孔活性炭置于质量浓度为30%的苄基二甲基硅丙基氯化铵水溶液中搅拌0.5小时,然后取出于100℃下干燥,即可得到负载有苄基二甲基硅丙基氯化铵的多孔活性炭。
5)将上述制备好的多孔活性炭通过静电作用喷涂在金属负载了纳米氧化锌-银纳米颗粒表面,活性炭的喷涂覆盖率为10%,即可得到负载了复合抗菌吸附剂的金属网状抗菌空调滤芯材料。
附表
表1抗菌实验结果