一种抗菌气体吸附剂及其制备方法

本发明涉及气体环境处理用材料领域，具体涉及一种抗菌气体吸附剂及其制备方法。

背景技术：

1、环境污染性气体，不仅对环境有破坏而且损害人们身体健康。典型的环境污染性气体包括硫化氢、二氧化硫、甲硫醇、氨、甲胺等具有令人不快的臭味，且其嗅觉阈值很低，容易引起强烈的嗅觉刺激。高浓度的臭味气体会刺激人体中枢神经导致呼吸系统麻痹，具有致死的风险。因此这些环境污染性气体的治理对人们的生活环境和身体健康意义重大。

2、发明专利202310759709.9一种净水、净化空气用的铜锌复合抗菌剂及其制备方法公开了一种铜锌复合抗菌剂，铜锌复合抗菌剂以硅藻土、介孔二氧化硅、蛭石、沸石、二氧化钛、滑石粉、活性氧化铝为载体负载铜锌复合材料。该材料具有抗菌效果，但在净化气体的功能方面有待改善。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种抗菌气体吸附剂及其制备方法

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗菌气体吸附剂，所述吸附剂包括载体、抗菌剂、吸附辅助剂、催化辅助剂；

3、所述载体为mofs材料与碳材料复合载体，所述抗菌剂负载在所述载体上，所述吸附辅助剂负载在所述载体上，所述催化辅助剂负载在所述载体上；中mofs材料与碳材料的重量比例为(0.5～1.5):1；

4、所述抗菌剂包括氧化铜、氯化铜、硝酸铜、银盐、锌盐中的至少一种；

5、所述吸附辅助剂包括氧化镧、氧化铈、氧化镁、氧化钴中的至少一种与柠檬酸钠、焦磷酸钾、硫代硫酸钠、羟基羧酸钠中的至少一种；

6、所述催化辅助剂由三聚氰胺、二茂铁和纳米氧化铜烧结制备。

7、上述抗菌气体吸附剂以mofs材料与碳材料复合载体，mofs材料有比表面积大、孔隙度和孔径可调、表面修饰功能强、化学和热稳定性好，将抗菌剂负载于mofs材料有利于提升抗菌气体吸附剂的抗菌和对有机气体的吸附处理性能。但mofs材料在负载抗菌剂后mofs材料后容易团聚，影响抗菌气体吸附剂的抗菌和对有机气体的吸附处理性能。发明人通过研究，上述抗菌气体吸附剂以mofs材料与碳材料为复合载体，克服了抗菌气体吸附剂的团聚问题，具有优异的抗菌和对有机气体的吸附处理性能，并且搭配吸附辅助剂、催化辅助剂改善了抗菌气体吸附剂的重复应用性能和回收性能。将使用过的、失效或性能下降的抗菌气体吸附剂经过热处理后，可以重新恢复抗菌气体吸附剂的性能。

8、优选地，所述载体与所述催化辅助剂的重量比例为1：(0.05～0.2)。

9、优选地，所述载体与抗菌剂、吸附辅助剂质量比例为1：(0.1～0.25)：(0.05～0.2)。

10、发明人通过研究发现，载体、抗菌剂与催化辅助剂的质量比例为1：(0.1～0.25)：(0.05～0.2)时，抗菌气体吸附剂的抗菌性能、对有机气体的吸附处理性能、重复利用性能更佳。

11、优选地，所述催化辅助剂中三聚氰胺、二茂铁和纳米氧化铜的重量比例为10：(0.8～1.5)：(1～2)。

12、发明人通过研究发现，催化辅助剂中三聚氰胺、二茂铁和纳米氧化铜的重量比例为10：(0.8～1.5)：(1～2)时，抗菌气体吸附剂的抗菌性能、对有机气体的吸附处理性能、重复利用性能更佳。

13、优选地，所述mofs材料为mil-100、mil-101、mof-74或zif-8。

14、优选地，所述银盐为硝酸银。

15、优选地，所述抗菌剂为锌盐，所述锌盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、碳酸锌、乙酸锌、磷酸锌、焦磷酸锌、柠檬酸锌中的至少一种，所述吸附辅助剂包括氧化镧、氧化铈中的至少一种与焦磷酸钾、羟基羧酸钠中的至少一种；

16、优选地，所述抗菌气体吸附剂的制备方法包括以下步骤：

17、(1)在20～30℃下利用原位沉积法将mofs材料沉积在粉状木质材料或者竹制材料表面，得到mofs材料与碳材料复合载体；

18、(2)将mofs材料与碳材料复合载体浸没于质量浓度为1％～10％的吸附辅助剂溶液a中于20～30℃下超声处理10～50分钟，所述吸附辅助剂溶液a中的溶剂为酸性水；固液分离得到固体颗粒物a并去除固体颗粒物a表面液体，再将固体颗粒物a浸没于质量浓度为1％～20％的a溶液中，于20～30℃下搅拌1～5h；

19、(3)从步骤(2)处理后的体系中分离固体颗粒物于60～100℃下烘干1～5h，并于惰性气体氛围下于300～500℃下高温处理1～5h后于惰性气体氛围下冷却得到烧结物a；

20、(4)将烧结物a浸没于质量浓度为2％～10％的抗菌剂溶液b中于20～30℃下超声处理10～50分钟，所述抗菌剂溶液b的溶剂为酸性水；固液分离得到固体颗粒物b并去除固体颗粒物b表面液体，再将固体颗粒物b浸没于质量浓度为2％～25％的抗菌剂溶液b中，于20～30℃下搅拌1～5h；

21、(5)从步骤(4)处理后的体系中分离固体颗粒物于40～70℃下烘干1～5h，并于还原性气体氛围下于200-500℃下高温处理1-5h，冷却得到烧结物b；

22、(6)将烧结物b按照比例与三聚氰胺、二茂铁和纳米氧化铜充分研磨后于惰性气体氛围下与600～900℃下高温处理1～2小时，冷却得到所述抗菌气体吸附剂。

23、优选地，所述步骤(2)中，料液比均为1：(2～5)；所述步骤(4)中，料液比均为1：(2～5)。

24、本发明还提供上述任一所述抗菌气体吸附剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

25、(1)在20～30℃下利用原位沉积法将mofs材料沉积在粉状木质材料或者竹制材料表面，得到mofs材料与碳材料复合载体；

26、(2)将mofs材料与碳材料复合载体浸没于质量浓度为1％～10％的吸附辅助剂溶液a中于20～30℃下超声处理10～50分钟，所述吸附辅助剂溶液a中的溶剂为酸性水；固液分离得到固体颗粒物a并去除固体颗粒物a表面液体，再将固体颗粒物a浸没于质量浓度为1％～20％的a溶液中，于20～30℃下搅拌1～5h；

27、(3)从步骤(2)处理后的体系中分离固体颗粒物于60～100℃下烘干1～5h，并于惰性气体氛围下于300～500℃下高温处理1～5h后于惰性气体氛围下冷却得到烧结物a；

28、(4)将烧结物a浸没于质量浓度为2％～10％的抗菌剂溶液b中于20～30℃下超声处理10～50分钟，所述抗菌剂溶液b的溶剂为酸性水；固液分离得到固体颗粒物b并去除固体颗粒物b表面液体，再将固体颗粒物b浸没于质量浓度为2％～25％的抗菌剂溶液b中，于20～30℃下搅拌1～5h；

29、(5)从步骤(4)处理后的体系中分离固体颗粒物于40～70℃下烘干1～5h，并于还原性气体氛围下于200～500℃下高温处理1～5h，冷却得到烧结物b；

30、(6)将烧结物b按照比例与三聚氰胺、二茂铁和纳米氧化铜充分研磨后于惰性气体氛围下与600～900℃下高温处理1～2小时，冷却得到所述抗菌气体吸附剂。

31、优选地，所述步骤(2)中，料液比均为1：(2～5)。

32、优选地，所述步骤(4)中，料液比均为1：(2～5)。

33、本发明的有益效果在于：本发明提供了一种抗菌气体吸附剂，本发明的抗菌气体吸附剂以mofs材料与碳材料复合载体，mofs材料有比表面积大、孔隙度和孔径可调、表面修饰功能强、化学和热稳定性好，将抗菌剂负载于mofs材料有利于提升抗菌气体吸附剂的抗菌和对有机气体的吸附处理性能。但mofs材料在负载抗菌剂后mofs材料后容易团聚，影响抗菌气体吸附剂的抗菌和对有机气体的吸附处理性能。发明人通过研究，上述抗菌气体吸附剂以mofs材料与碳材料为复合载体，克服了抗菌气体吸附剂的团聚问题，具有优异的抗菌和对有机气体的吸附处理性能，并且搭配吸附辅助剂、催化辅助剂改善了抗菌气体吸附剂的重复应用性能和回收性能。将使用过的、失效或性能下降的抗菌气体吸附剂经过热处理后，可以重新恢复抗菌气体吸附剂的性能。