[發(fā)明專利]一種二氧化錳納米棒載銀催化劑、制備方法及其用途

有效

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• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103447034A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀泓;王蓮;張長斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: B01J23/68
• 分類號: B01J23/68;A01N59/16;A01P1/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化錳納米銀載銀催化劑、制備方法及其用途。

背景技術(shù)

近年來，催化氧化技術(shù)尤其是以半導(dǎo)體材料如TiO₂為催化劑的光催化氧化技術(shù)成為殺菌消毒技術(shù)的研究熱點，但其在實際應(yīng)用中存在的問題是，需使用紫外光或近紫外光激發(fā)TiO₂產(chǎn)生強氧化性中間體殺死微生物，這就使得該種技術(shù)整體設(shè)備復(fù)雜導(dǎo)致成本較高，這些明顯的不足限制了該種技術(shù)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

非光催化殺菌技術(shù)主要涉及負(fù)載銀的系列催化劑、氧化鎂、氧化鋅等，這些催化劑在室溫條件下能有效吸附微生物，同時可以活化氧分子形成具有較強氧化能力的活性氧，從而達(dá)到對致病微生物的高效吸附和滅活。載銀催化劑由于具有優(yōu)異的殺菌活性而倍受關(guān)注。

CN102017997A公開了一種高效單原子銀納米線抗菌材料，該抗菌材料的單原子銀納米線從骨架摻雜二氧化錳分子篩的孔口延伸到孔內(nèi)。二氧化錳分子篩的特征在于具有hollandite型晶體結(jié)構(gòu)；孔道中含有單原子銀納米線或/和A離子(A=K⁺，Na⁺，或H⁺)。該催化劑中摻雜有Zn²⁺以及Ti⁴⁺，銀的含量高，增加了其成本，并且抑菌能力稍差，無法滿足實際使用的要求。

CN102198404A公開了一種載銀納米二氧化錳催化劑及其制備方法和應(yīng)用。該發(fā)明的催化劑其活性組分為銀負(fù)載摻雜的二氧化錳分子篩(OMS-2)，由金屬銀定向摻雜到納米二氧化錳分子篩孔道中形成；金屬銀的負(fù)載量為1%-25%。該催化劑可用于車內(nèi)或室內(nèi)等封閉體系內(nèi)甲醛污染物的去除。該催化劑中活性組分銀顆粒在二氧化錳的孔道中，并沒有暴露到催化劑的表面。如果將該發(fā)明的催化劑用于殺菌，細(xì)菌很難進(jìn)入孔道與催化劑活性組分銀或者催化產(chǎn)生的活性氧接觸，從而難以達(dá)到優(yōu)異的殺菌效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種二氧化錳納米棒載銀催化劑，其可用于室溫催化殺菌，具有效率高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，可以抑制殺滅各種病菌，如大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種二氧化錳納米棒載銀催化劑，其由二氧化錳納米棒載體和活性物種銀組成，所述銀的質(zhì)量占催化劑的質(zhì)量的1～6wt%，二氧化錳納米棒載體的質(zhì)量占催化劑的質(zhì)量的94～99wt%。1～6wt%含量的銀負(fù)載到99～94wt%含量的二氧化錳納米棒載體上，可以在降低催化劑成本的基礎(chǔ)上達(dá)到優(yōu)異的殺菌效果。

所述銀的質(zhì)量占催化劑的質(zhì)量的例如為1.2wt%、1.5wt%、1.8wt%、2.1wt%、2.4wt%、2.7wt%、3.0wt%、3.3wt%、3.6wt%、3.9wt%、4.2wt%、4.5wt%、4.8wt%、5.1wt%、5.4wt%或5.8wt%。

所述二氧化錳納米棒載體的質(zhì)量的占催化劑的質(zhì)量的例如為94.2wt%、94.5wt%、94.8wt%、95.1wt%、95.4wt%、95.7wt%、96.0wt%、96.3wt%、96.6wt%、96.9wt%、97.2wt%、97.5wt%、97.8wt%、98.1wt%、98.4wt%或98.8wt%。

優(yōu)選地，所述二氧化錳納米棒載體選自α-晶型的二氧化錳納米棒載體、β-晶型的二氧化錳納米棒載體、γ-晶型的二氧化錳納米棒載體或δ-晶型的二氧化錳納米棒載體中的任意一種或者至少兩種的混合物。

本發(fā)明首次將不同晶型的二氧化錳納米棒載銀催化劑用于室溫催化殺菌，不同晶型二氧化錳納米棒載銀催化劑具有不同的殺菌活性。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種采用浸漬法負(fù)載活性銀制備如上所述的二氧化錳納米棒載銀催化劑的制備方法，所述方法為將二氧化錳納米棒加入到銀源溶液中，旋蒸，干燥，然后焙燒，得到二氧化錳納米棒載銀催化劑。

優(yōu)選地，所述銀源選自硝酸銀或/和醋酸銀。

優(yōu)選地，將二氧化錳納米棒加入到銀源溶液中，攪拌，使二氧化錳納米棒均勻分布于銀源溶液中，然后旋蒸。所述攪拌時間為0.5～2.5h，例如0.7h、0.9h、1.1h、1.3h、1.5h、1.7h、1.9h、2.1h或2.3h，優(yōu)選0.8～2.2h，進(jìn)一步優(yōu)選1～2h。

優(yōu)選地，所述旋蒸的溫度為50～70℃，例如52℃、54℃、56℃、58℃、61℃、63℃、65℃、67℃或69℃，優(yōu)選53～68℃，進(jìn)一步優(yōu)選55～65℃，最優(yōu)選60℃。