[發明專利]一種在活性碳纖維上負載納米銀的方法

無效

• 申請號: 200810224632.0
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN101387001A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 劉晨明;曹宏斌;李玉平;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C25D7/00
• 分類號: C25D7/00;C25D3/46;B01J20/20;B01J20/32
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• 代理人: 暫無信息

發明領域

本發明涉及一種制備納米銀活性碳纖維復合材料的方法，特別是涉及一種通過采用電化學法在活性碳纖維表面負載納米銀的方法。

背景技術

活性碳纖維是一種具有很高比表面積的碳材料，具有優異的吸附性能，因而在氣體吸附凈化、污水處理、飲水凈化等領域得到應用。

前人的研究證明，金屬銀具有抑菌、滅菌的作用，含有銀的材料被廣泛地用于抗菌材料中。負載銀的活性碳纖維是具有優異的吸附和殺菌功能的新型材料(如中國專利CN1480584A使用納米銀與活性碳纖維結合用于抗菌)，其殺菌原理為利用活性碳纖維的強吸附能力吸附細菌，并利用銀的殺菌能力將其殺滅。這種材料由于其抗菌能力不依賴于抗生素和有毒化學品，具有比傳統殺菌劑和殺菌材料更好的生物安全性，在衛生、醫療產品、空調濾網、冷凍設備抑菌、飲水凈化等領域具有廣闊的應用前景。

納米銀—活性碳纖維復合材料的制備一般利用活性碳纖維的吸附能力及其表面基團的還原特性，采用浸漬—還原法(如中國專利CN1376822)或浸漬—煅燒法(如中國專利CN1789498)進行銀的固載，這些方法制備時間長、銀消耗量大、納米銀粒徑分布不均勻、產品質量不夠穩定，而自發吸附—還原制備的納米銀與活性碳纖維之間結合不夠牢固，納米銀存在脫落的危險，在醫療衛生領域的應用受到了限制。

發明內容

本發明的目的是通過改進納米銀在活性碳纖維上的負載方法，大大縮短納米銀碳納米管纖維的生產周期，并使產品中納米銀分布均勻、提高銀與活性碳纖維載體之間的結合力。

本發明提供的在活性碳纖維上負載納米銀的方法原理如下：

將活性碳纖維(ACF)放在硝酸銀溶液中，使硝酸銀溶液充分浸潤ACF，ACF的吸附特性使得銀離子被吸附在ACF表面：

ACF+AgNO3→ACF·Ag++NO3-]]>

然后以浸潤硝酸銀的ACF為陰極進行直流電解，電解液為含有銀離子的溶液。在電解過程中ACF表面的銀離子被還原，在ACF上形成納米銀：

ACF·Ag⁺+e→ACF·Ag

由于納米銀在沒有其他化學試劑的情況下生成，產品質量高、雜質很少，且電化學沉積的納米銀與ACF結合更加緊密，不易脫落。

本發明提供的在ACF上負載納米銀的方法，其步驟如下：

1)使用工業生產的活性碳纖維，使其充分浸潤含有硝酸銀的溶液，作為電極備用。

2)負載納米銀的過程在電解池中進行，以1)所述材料為陰極，以石墨板或銀板或1)所述材料為陽極，陽極工作面積大于陰極。電解液中銀離子濃度為0.005～100mmol/L，電解電流密度0.01～100mA/cm²(陰極工作面積)。通電電解過程持續0.1～600秒。

3)從電解槽中取出陰極，除去浸潤的電解液、洗滌、干燥即得負載納米銀的活性碳纖維。

與現有技術相比，本發明所述的優點在于：納米銀生成時間短，銀消耗量少，產品穩定性好，抗菌效果顯著。

具體實施方式

實施實例1

使用聚丙烯腈基活性碳纖維，裁剪為1cm×2cm的長方形，其上連接一根銀線作為導線，浸潤6.0mmol/L硝酸銀溶液后作為陰極，陽極采用10cm×10cm的導電石墨片，將兩電極置于電解槽中，電解液含有6.0mmol/L硝酸銀和0.1mmol/L檸檬酸鈉，控制電流為0.3mA，持續時間20秒。電解完成后擠干活性碳纖維中的電解液，然后用去離子水清洗5次，在50℃烘箱中烘干，得到負載有納米銀的活性碳纖維。通過電子顯微鏡觀察，納米銀粒徑在30～50nm。實驗結果證明，該活性碳纖維能夠有效吸附自來水中的雜質、殺滅大腸桿菌，顯著提高水質。

實施實例2：