CN104496515A - 一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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漆小鹏
邓城
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Abstract

本发明提供一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷及其制备方法，是将硅藻土和紫砂粉体分别浸泡在硝酸银溶液中，使硝酸银溶液充分渗透于硅藻土和紫砂粉体的孔隙中，而后过滤干燥，并按一定配比混合，加入粘结剂水溶液混合搅拌均匀，经注浆或压坯成型，经干燥烧结制得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。银离子均匀分布于过滤陶瓷的内部和表面，具有持续杀菌的效果，同时本发明将硅藻土的天然孔洞结构、紫砂的双重多孔结构和水质活化作用、银的抗菌作用有机结合起来，将水中的细菌、微细颗粒杂质等有效除去。

Description

一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗菌陶瓷，尤其涉及一种可用于饮用水处理的抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷及其制备方法。
背景技术
据世界卫生组织报告：发展中国家有大量的农村人口和城市人口得不到安全的饮用水。目前，人类有80％的疾病和30％的死亡率与饮用水不洁有关。我国淡水资源十分紧缺，近年来，我国的饮用水源又普遍受到不同程度的污染，如城市生活污水、工业废水水体的污染；固体废弃物和酸雨对水体的污染；大量使用农药化肥对水体的污染等，这些都加剧了我国饮用水环境的恶化。
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，其化学成分主要是SiO2，还含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。由于其独特的硅藻壳体结构、强吸附性、大比表面积、高孔隙率、耐高温、良好的化学稳定性，可将硅藻土制成孔径细小、分布均匀、成本低廉的微孔陶瓷，该材料可应用在饮料、水处理、石油化工等方面的各种精密和无菌过滤。
微孔陶瓷用于水处理的过程中，微孔陶瓷只能阻隔病菌，不能杀灭病菌，长期使用过程中，微孔陶瓷中的孔洞会成为病原微生物的温床，使过滤的饮用水被再度污染，因此要对其进行抗菌处理。银化合物作为一种重要的杀菌材料，具有强的抑菌、杀菌和广谱抗菌能力，使细菌不产生耐药性，对人体安全无毒害作用等特点，已引起广泛关注。
紫砂的特征是表面具有颗粒质感，断面在显微镜下气孔呈双重气孔，紫砂材料的双重气孔是团状颗粒和微小粒子在烧成过程中相互融合团状颗粒中的结构性气孔和微小颗粒的气孔结合产生的链状气孔。紫砂富含铁，还含有多种人体所需微量元素，因此，能分解食物中的脂肪，降低胆固醇，对于保健防病，防止人体摄入过多的铝离子而早衰、老年痴呆症、儿童助长益智、女士纤体美容都有妙不可言的功效。科学实验证明，远红外线对纯净水有辅助矿化作用，纯净水经过紫砂炊具煲煮后，将矿化成pH值呈7.1左右的弱碱性，有利于人体弱碱性健康体质的形成。
目前紫砂的应用主要集中于利用紫砂制备紫砂壶工艺品和紫砂煲等，在水处理方面也是将紫砂作为容器来使用，硅藻土陶瓷均没有涉及紫砂，没有紫砂功能化的作用，也没有抗菌作用。抗菌过滤陶瓷方面，现有工艺仅体现在材料表面有银离子释放，可能开始释放量较大，而持续时间有限，并且偶联剂和强碱的使用有可能对后续材料的使用造成污染。现有技术CN102936141 A中将金属银粉末掺杂到陶瓷原料中，而后烧结得到抗菌陶瓷，这类工艺其银离子在陶瓷中分布的均匀性无法保证，并且成本较高。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷及其制备方法，该发明在前期对硅藻土和紫砂粉体进行载银处理，并利用搅拌和真空浸渍的方法使硝酸银溶液进入材料孔隙内部，而后成型、烧成将其制成陶瓷制品。
一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷的制备方法，其制备方法包含以下步骤：
硅藻土载银：将硅藻土浸泡于0.05-0.2mol/L的硝酸银溶液中，搅拌1-6小时，真空浸渍1-4小时，而后过滤、干燥，得到载银硅藻土。
紫砂载银：将紫砂粉体浸泡于0.05-0.2mol/L的硝酸银溶液中，搅拌1-6小时，真空浸渍1-4小时，而后过滤、干燥，得到载银紫砂。
混合：按重量百分比配料，将70-90％载银硅藻土、5-30％载银紫砂和5-20％的粘结剂水溶液充分混合均匀，得混合料。
制坯：将混合料放入模具中，经注浆或压坯成型，而后脱模得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷素坯；
烧结：将硅藻土-紫砂陶瓷素坯干燥后置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为950-1160℃，烧结时间为3-8小时，冷却后得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。
进一步地，所述硅藻土为食品级硅藻土，粒径控制为过100目筛的粉料。
进一步地，所述紫砂为经过选料、破碎、除杂及过100目筛后得到的紫砂粉体。
进一步地，所述粘结剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种。
本发明还提供一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷，所述抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷是用上述制备方法制得。
本发明的有益效果在于：银离子均匀分布于硅藻土-紫砂复合过滤过滤陶瓷的内部和表面，具有持续杀菌的效果，同时本发明将硅藻土的天然孔洞结构、紫砂的双重多孔结构和水质活化作用、银的抗菌作用有机结合起来，可将水中的细菌、微细颗粒杂质等有效除去。本发明原材料消耗少，生产周期短，所制备的抗菌过滤陶瓷用于饮用水过滤领域，具有很好的抑菌、过滤和保健效果。
具体实施方式
下文将结合实施例详细描述本发明的内容。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合和相互结合从而达到更好的技术效果。
实施例1
将100g硅藻土浸泡于0.1mol/L的硝酸银溶液中，搅拌2小时，真空浸渍2小时，而后过滤、干燥，得到载银硅藻土。将紫砂粉体浸泡于0.1mol/L的硝酸银溶液中，搅拌2小时，真空浸渍1小时，而后过滤、干燥，得到载银紫砂。按重量百分比配料，将80％载银硅藻土、10％载银紫砂和10％的羟丙基甲基纤维素水溶液充分混合均匀，得混合料。将混合料放入模具中，经压坯成型，而后脱模得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷素坯；将硅藻土-紫砂陶瓷素坯干燥后置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为1000℃，烧结时间为6小时，冷却后得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。
实施例2
将500g硅藻土浸泡于0.15mol/L的硝酸银溶液中，搅拌4小时，真空浸渍3小时，而后过滤、干燥，得到载银硅藻土。将紫砂粉体浸泡于0.1mol/L的硝酸银溶液中，搅拌2小时，真空浸渍2小时，而后过滤、干燥，得到载银紫砂。按重量百分比配料，将70％载银硅藻土、20％载银紫砂和10％的羧甲基纤维素钠水溶液充分混合均匀，得混合料。将混合料放入模具中，经压坯成型，而后脱模得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷素坯；将硅藻土-紫砂陶瓷素坯干燥后置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为1100℃，烧结时间为6小时，冷却后得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。
实施例3
将200g硅藻土浸泡于0.1mol/L的硝酸银溶液中，搅拌4小时，真空浸渍2小时，而后过滤、干燥，得到载银硅藻土。将紫砂粉体浸泡于0.05mol/L的硝酸银溶液中，搅拌2小时，真空浸渍1小时，而后过滤、干燥，得到载银紫砂。按重量百分比配料，将80％载银硅藻土、15％载银紫砂和5％的羧甲基纤维素钠水溶液充分混合均匀，得混合料。将混合料放入模具中，经压坯成型，而后脱模得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷素坯；将硅藻土-紫砂陶瓷素坯干燥后置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为1120℃，烧结时间为6小时，冷却后得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。
实施例4
将2000g硅藻土浸泡于0.15mol/L的硝酸银溶液中，搅拌5小时，真空浸渍3小时，而后过滤、干燥，得到载银硅藻土。将紫砂粉体浸泡于0.15mol/L的硝酸银溶液中，搅拌3小时，真空浸渍2小时，而后过滤、干燥，得到载银紫砂。按重量百分比配料，将75％载银硅藻土、15％载银紫砂和10％的羟乙基甲基纤维素水溶液充分混合均匀，得混合料。将混合料放入模具中，经注浆成型，而后脱模得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷素坯；将硅藻土-紫砂陶瓷素坯干燥后置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间为7小时，冷却后得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (5)

1.一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
硅藻土载银：将硅藻土浸泡于0.05-0.2mol/L的硝酸银溶液中，搅拌1-6小时，真空浸渍1-4小时，而后过滤、干燥，得到载银硅藻土；
紫砂载银：将紫砂粉体浸泡于0.05-0.2mol/L的硝酸银溶液中，搅拌1-6小时，真空浸渍1-4小时，而后过滤、干燥，得到载银紫砂；
混合：按重量百分比配料，将70-90％载银硅藻土、5-30％载银紫砂和5-20％的粘结剂水溶液充分混合均匀，得混合料；
制坯：将混合料放入模具中，经注浆或压坯成型，而后脱模得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷素坯；
烧结：将硅藻土-紫砂陶瓷素坯干燥后置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为950-1160℃，烧结时间为3-8小时，冷却后得到抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷。
2.根据权利1所述的抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷的制备方法，其特征在于，所述硅藻土为食品级硅藻土，粒径控制为过100目筛的粉料。
3.根据权利1所述的抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷的制备方法，其特征在于，所述紫砂为经过破碎、除杂及过100目筛后得到的紫砂粉体。
4.根据权利要求1所述的抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷的制备方法，其特征在于所述粘结剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种。
5.一种抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷，其特征在于，所述抗菌硅藻土-紫砂复合过滤陶瓷是用权利要求1至4中任意一项所述的制备方法制得。
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