CN1597089A - 局部环境空气净化用抗菌吸附材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有无机抗菌和快速吸附除味功能，能在居室、卫生间、汽车内室和电冰箱等局部环境中应用的空气净化用抗菌吸附材料及其制作方法。本发明以天然沸石岩为纳米孔道材料，银离子为抗菌组分，硬脂酸钠为表面处理剂，通过孔道吸附作用活化、抗菌组分在纳米孔道中组装并稳定固化、硬脂酸钠在其表面改性处理等工艺制成局部环境空气净化用抗菌吸附材料。本发明材料具有去除氨、硫化氢、甲醛等有害气体、杀灭致病细菌的功效，可消除人居局部环境中的生物型污染和化学型污染，起到净化空气、清洁、保鲜和保障健康等作用。本发明材料可用作卫生间、汽车内室、电冰箱等人居环境的空气净化，还可扩大到其它需抗菌除味和清洁保健的使用场合，如居室、储藏室和医院诊区等。
Description
(一)技术领域 本发明涉及到抗菌吸附材料的生产技术领域，具体地讲，涉及到局部环境空气净化用抗菌吸附材料的制备方法。
(二)技术背景 局部环境是指人类在其中参与活动或其状态与人相关，且相对封闭的较小空间，包括家庭居室、办公室、卫生间、汽车内室等人类参与活动的场所以及与人密切相关的电冰箱内室空间等。局部环境与人类的关系十分密切，现代信息时代，生活的转型使人们停留在室内的时间越来越长。据统计，现代人一天的生活，有80％在室内度过，同时，还须臾离不开如冰箱这样为人服务的生活用品。显然，局部环境状况，特别是环境空气质量对人类生活与健康的影响变得越来越重要。
然而，局部环境中的人类直接与间接活动、室内装饰和使用物品等因素导致的污染源引入以及通风不畅等因素使局部环境的空气常常处于污染状态，由此形成了对人们身体健康及正常工作与生活的严重危害。根治和消除局部环境的空气污染一直受到广泛关注。
生物型污染和化学型污染是局部环境空气中的主要污染类型，其中生物型污染以硫化氢(H2S)、胺(NH3、R-NH4)、硫醇(R-SH)等异味气体和有害细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等)为主要污染物，缘于人类代谢活动、呼吸和食物腐败等。生物型污染是卫生间、电冰箱、汽车内室的主要污染类型，居室和办公室也存在程度不同的生物型污染；化学型污染的主要污染物是甲醛(HCHO)、苯(C6H6)及苯系物和氨气(NH3)等，缘于室内装饰装修材料和家具材料中填加剂的释放。化学型污染存在于各档次和风格装修的办公室和家庭居室等，汽车内室中座椅、塑料的释放和汽油燃烧废气的渗入也使得化学型污染的存在成为可能。局部环境空气污染的上述特点要求其净化技术和产品必须具有功能作用的多样性和应用方面的广泛适应性。
目前对局部环境进行空气净化主要采用单一功能产品来进行，如仅具吸附功能或分解氧化功能的冰箱除味剂、具芳香释放作用的汽车用和卫生间用空气清新剂等。这些产品的主要问题是：
形成二次污染，安全性差。目前具芳香功能的掩盖式除味剂和使用氧化剂的化学式除味剂在使用时，也对食品和人体健康产生有害作用。安全性难以得到保障。
(三)发明内容 本发明的目的是研制一种具有无机抗菌和快速吸附除味功能，并能在局室、卫生间、汽车内室和电冰箱等各局部环境中应用的空气净化用抗菌吸附材料。
本发明最终形成的空气净化用抗菌吸附材料的成分与组成为：天然沸石岩含量(重量比)为98％-99％，银离子含量0.8％-1.5％，硬酯酸钠0.2％-0.5％。
实现本发明的局部环境空气净化用抗菌吸附材料的具体制备方法是：
原材料选用：
1.天然沸石岩粉体，粉体细度300-400目。其中辉沸石含量为80％-90％，阳离子交换总量为110-140mmol/100g；
2、工业水玻璃(模数3)，与去离子水配制成水溶液，溶液浓度10％，在天然辉沸石岩粉体湿法细磨时作为分散助磨剂添加使用；
3、抗菌成分为银离子，使用工业纯以上级别的硝酸银与去离子水配制成水溶液使用，溶液浓度0.01M-0.5M；
4、表面处理剂为硬酯酸钠，在加温条件下，配成2％的水溶液使用；
细度300-400目的天然沸石岩粉体通过湿式搅拌磨的超细研磨，使其达到如下细度：小于2μm含量大于55％、中位径小于1.2μm；水玻璃在湿法细磨时添加，利用其降低矿浆粘度等功效起到助磨作用，提高研磨效率。天然沸石岩载体超细研磨后与硝酸银溶液作用，通过辉沸石的离子交换功能使银离子吸纳在孔道中，然后再通过缓释银离子起到抗菌作用；辉沸石结构中的微孔经活化和分布改造，具有对特定气体的选择性快速吸附；硬酯酸钠表面处理的目的是利用其强烈的疏水特性，使抗菌吸附材料在湿度较大的局部环境(如冰箱冷藏室)中使用时，降低吸湿作用，从而使本发明的抗菌吸附材料吸附异臭味气体的持效性得以增强。
原则生产工艺过程的具体步骤是：
一、按天然沸石岩粉体重量(kg)∶去离子水重量(kg)＝1∶1.5的比例分别称取两种材料，置于湿式搅拌磨的超细研磨***内，搅拌，并加入约0.2％(占干粉量)的水玻璃制成待超细研磨浆体；
二、启动湿式搅拌磨的超细研磨***，按照循环磨矿的方式将制成的浆体进行研磨作业，直到磨细产物粒度达到：小于2μm含量大于55％、中位径小于1.2μm为止；
三、将天然沸石岩粉体材料的磨细浆体导入交换反应器中，量出浆体体积；
四、再向交换反应器中加入定量的去离子水，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶水量(kg)＝1∶4的比例要求。补加的水量为根据此要求计算的总水量减去原有水量；
五、再向交换反应器中补入硝酸银溶液，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶溶液量(kg)＝1∶5的比例要求。补加的硝酸银溶液量为根据此要求计算的总硝酸银溶液量减去原有水量，配制溶液投入的硝酸银量根据以下原则确定：保持在总溶液中，硝酸银浓度为0.02M；
六、利用交换反应器中具有中等搅拌强度的搅拌机，室温条件下搅拌1.5小时，然后静止，时间不少于2小时；
七、虹吸抽出交换反应器中上层清水，下层悬浮体沉淀物置于离心机或真空过滤机中过滤形成滤饼。
八、将滤饼置于温度90℃-120℃的干燥箱中干燥至含水量小于2％；
九、将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；
十、将打散后的粉末物料送入温度为400℃-600℃的焙烧炉中，焙烧2小时(该作业的目的有两个，其一：对天然沸石岩粉体的吸附作用进行活化；其二：对吸纳银离子的材料进行溶出控制。)；
十一、从焙烧炉中取出的热物料立即放入高速改性机中，搅拌并向表面喷洒占物料量0.2％-0.5％的硬脂酸钠溶液，搅拌作用10分钟，取出冷却；
十二、冷却后的物料直接分袋密封包装成为产品。
(四)具体实施方式 1.将天然沸石岩粉体材料200kg、去离子水体积300kg置于湿式搅拌磨的超细研磨***内，通过搅拌机搅拌10min，然后加入含0.4kg六偏磷酸钠的溶液(溶液浓度25％，加入该溶液1.6kg)，再搅拌30min制成待超细研磨浆体；
2.启动湿式搅拌磨的超细研磨***，按照循环磨矿方式将制成的浆体研磨至小于2μm含量大于55％时为止；
3.将磨细浆体导入交换反应器中，并向交换反应器中加入去离子水500kg，使交换反应器中天然纳米孔载体材料(kg)与水量(kg)之比为1∶4；
4.再向交换反应器中补入浓度为0.1M、由去离子水配制的硝酸银溶液200kg，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶溶液量(kg)＝1∶5、硝酸银溶液浓度为0.02M；再利用交换反应器中具有中等搅拌强度的搅拌机，室温条件下搅拌1.5小时；然后静止2-4小时；
5.虹吸抽出悬浮体中上层清水，下层沉淀物置于离心机或真空过滤机中过滤形成滤饼。
6.将滤饼置于温度90℃-120℃的干燥箱中干燥至含水量小于2％；
7.将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；
8.干燥后的物料送入温度为500℃的焙烧炉中，焙烧2小时；
9.从焙烧炉中取出的热物料立即放入高速改性机中，搅拌并喷洒含硬脂酸钠0.6kg的水溶液，搅拌作用10分钟，取出冷却；
10.从焙烧炉中取出的热物料立即放入金属密封罐中自然冷却至室温；
11.冷却后的物料直接分袋密封包装成为产品。
按上述实施例制成的局部环境空气净化用抗菌吸附材料的性能分别列于表1和表2中，表明其具有较强的抗菌功能和对空气中生物型污染和化学型污染的消除功能。
表1 抗菌吸附材料的抗菌性能
| 细菌名称 | 1％浓度的接触灭菌率(％) | 菌落总数(cfu/mg) | |
| 大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | ||
| 指标 | 100 | 99.4 | ＜10 |
表2 抗菌吸附材料的气体去除作用
| 气体 | 指标 | 作用时间(min) | ||||
| 0 | 10 | 30 | 60 | 90 | ||
| 氨气(NH3) | 剩余浓度(ppm) | 25.0 | 4.2 | 1.4 | 0.6 | 0.2 |
| 去除率(％) | 0 | 83.2 | 94.4 | 97.6 | 99.2 | |
| 硫化氢(H2S) | 剩余浓度(ppm) | 25.0 | 2.1 | 0.5 | 0.1 | ＜0.1 |
| 去除率(％) | 0 | 91.6 | 98.0 | 99.6 | ＞99.6 | |
| 甲醛(HCHO) | 剩余浓度(ppm) | 25.0 | 2.4 | 0.7 | 0.3 | 0.1 |
| 去除率(％) | 0 | 90.4 | 97.2 | 98.8 | 99.6 | |
| 苯(C6H6) | 剩余浓度(ppm) | 25.0 | 1.9 | 0.6 | 0.2 | ＜0.1 |
| 去除率(％) | 0 | 92.4 | 97.6 | 99.2 | ＞99.6 | |
Claims (3)
1.局部环境空气净化用抗菌吸附材料，其特征是以天然沸石岩为纳米孔道材料，通过其湿法细磨、热处理活化、与银离子及蔟团复合组装并溶出控制、再采用硬脂酸钠进行表面疏水化处理等工艺制成。天然沸石岩的细度达到小于2μm含量大于55％，各组分按重量的组成比为：天然沸石岩98％-99％，银离子0.8％-1.5％，硬酯酸钠0.2％-0.5％。
2.局部环境空气净化用抗菌吸附材料制备工艺和方法的特征在于：
A、按天然沸石岩粉体重量(kg)∶去离子水重量(kg)＝1∶1.5的比例分别称取两种材料，置于湿式搅拌磨的超细研磨***内搅拌，并加入约0.2％(占干粉量)的水玻璃制成待超细研磨浆体；
B、启动湿式搅拌磨的超细研磨***，按照循环磨矿的方式将制成的浆体进行研磨作业，直到磨细产物粒度达到：小于2μm含量大于55％、中位径小于1.2μm为止；
C、将天然沸石岩粉体材料的磨细浆体导入交换反应器中，量出浆体体积；
D、再向交换反应器中加入定量的去离子水，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶水量(kg)＝1∶1.5-4.5的比例要求。补加的水量为根据此要求计算的总水量减去原有水量；
E、再向交换反应器中补入硝酸银溶液，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶溶液量(kg)＝1∶3.5-4.5的比例要求。补加的硝酸银溶液量为根据此要求计算的总硝酸银溶液量减去原有水量，配制溶液投入的硝酸银量根据以下原则确定：保持在总溶液中，硝酸银浓度为0.02M；
F、利用交换反应器中具有中等搅拌强度的搅拌机，室温条件下搅拌1.5小时，然后静止，时间不低于2小时；
G、虹吸抽出交换反应器中上层清水，下层悬浮体沉淀物置于离心机或真空过滤机中过滤形成滤饼。
H、将滤饼置于温度90℃-120℃的干燥箱中干燥至含水量小于2％；
I、将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；
J、将打散后的粉末物料送入温度为400℃-600℃的焙烧炉中，焙烧2小时(该作业的目的有两个，其一：对天然沸石岩粉体的吸附作用进行活化；其二：对吸纳银离子的材料进行溶出控制。)；
K、从焙烧炉中取出的热物料立即放入高速改性机中，搅拌并向表面喷洒占物料量0.2％-0.5％的硬脂酸钠溶液，搅拌作用5-15分钟，取出冷却；
L、冷却后的物料直接分袋密封包装成为产品。
3.根据权利要求2所述的局部环境空气净化用抗菌吸附材料的制备工艺和方法，特征在于：
A、按天然沸石岩粉体重量(kg)∶去离子水重量(kg)＝1∶1.5的比例分别称取两种材料，置于湿式搅拌磨的超细研磨***内搅拌，并加入约0.2％(占干粉量)的水玻璃制成待超细研磨浆体；
B、启动湿式搅拌磨的超细研磨***，按照循环磨矿的方式将制成的浆体进行研磨作业，直到磨细产物粒度达到：小于2μm含量大于55％、中位径小于1.2μm为止；
C、将天然沸石岩粉体材料的磨细浆体导入交换反应器中，量出浆体体积；
D、再向交换反应器中加入定量的去离子水，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶水量(kg)＝1∶4的比例要求。补加的水量为根据此要求计算的总水量减去原有水量；
E、再向交换反应器中补入硝酸银溶液，使交换反应器中达到天然沸石岩粉体材料(kg)∶溶液量(kg)＝1∶5的比例要求。补加的硝酸银溶液量为根据此要求计算的总硝酸银溶液量减去原有水量，配制溶液投入的硝酸银量根据以下原则确定：保持在总溶液中，硝酸银浓度为0.02M；
F、利用交换反应器中具有中等搅拌强度的搅拌机，室温条件下搅拌1.5小时，然后静止2小时；
G、虹吸抽出交换反应器中上层清水，下层悬浮体沉淀物置于离心机或真空过滤机中过滤形成滤饼。
H、将滤饼置于温度110℃的干燥箱中干燥至含水量小于2％；
I、将干燥后的物料送入打散机中进行处理，使之形成粒度均匀的粉末；
J、将打散后的粉末物料送入温度为500℃的焙烧炉中，焙烧2小时(该作业的目的有两个，其一：对天然沸石岩粉体的吸附作用进行活化；其二：对吸纳银离子的材料进行溶出控制。)；
K、从焙烧炉中取出的热物料立即放入高速改性机中，搅拌并向表面喷洒占物料量0.3％的硬脂酸钠溶液，搅拌作用10分钟，取出冷却；
L、冷却后的物料直接分袋密封包装成为产品。
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| CN 200410056854 CN1597089A (zh) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | 局部环境空气净化用抗菌吸附材料 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101797639A (zh) * | 2010-04-08 | 2010-08-11 | 西北工业大学 | 一种局部强化电阻加热高梯度定向凝固装置 |
| CN102527476A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-04 | 湖南超牌科技有限公司 | 非金属矿粉的湿法研磨***及其研磨方法 |
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| CN102527476A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-04 | 湖南超牌科技有限公司 | 非金属矿粉的湿法研磨***及其研磨方法 |
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