[發明專利]具有殺菌表面的復合材料及消毒方法

在審

• 申請號: 201610125807.7
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN106830232A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 克里斯坦·瓦塞爾·齊斯
• 申請（專利權）人: 克里斯坦·瓦塞爾·齊斯;周棟;丹尼爾·托馬斯·麥克拉肯
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 陳文平,馬慧

技術領域

本發明涉及去污和/或消毒領域，包括例如水的去污、空氣的去污，或者其他液體的去污和/或生物材料的去污。

背景技術

水或液體被微生物污染仍是一個全球范圍內的問題。污染對廢水、洗浴水、工業水、中水和/或飲用水都會帶來問題。目前，主要的消毒方法是加入強氧化性的化合物，例如氯化物(活性物種是ClO^-)或溴化物(活性物種是BrO^-)。但是，這些化學品對于人體健康和環境都是非常有害的，特別是連續使用時更是如此。不幸的是，在許多應用中，例如熱浴缸水的消毒，用于確保最低健康要求所需的高濃度化學氧化劑常常會引起眼睛和皮膚的不適和刺激。此外，對于廢水處理廠中水或食物工業用水，它們排放的物質通常棄至當地的河流、湖泊或海洋中，因此加入化學品作為消毒劑是被禁止和/或需要被高度規范的。

一些用于水消毒的其他解決方案包括反相滲透/臭氧反應器和/或UV照射。但是，它們均依賴于電子裝置，因此依賴于電力。

雖然未完全理解其原理，銀(Ag)的殺菌性質很久以來都是已知的。銀已經成功地以膠體銀(Cecil W.Chambers et al.，Ind.Eng.Chem.，1953，45(11)，2569-2571)的形式應用，或者最近作為銀納米顆粒(Mahendra Rai et al.，2009，Biotechnology Advances，27(1)，76-83)的形式應用。

所有這些形式都是高活性的，但仍作為水的化學添加劑使用。近些年，一些研究在多孔載體負載銀領域內進行，多孔載體例如活性炭(Shuting Zhang et al.，2004，Carbon，42(15)，3209-3216)、氧化硅(Xiaole Zhang et al.，2011，Colloids and Surfaces A.：Physicochemical and Engineering Aspects，375(1-3)，186-192)、氧化鋁(R.K.Sharma et al.，1990，Journal of Environmental Science and Health.Part A：Environmental Science and Engineering and Toxicology，25(5)，479-486)或沸石(Bright Kwakye-Awuah et al.，2007，Journal of Applied Microbiology，ISSN 1364-5072)。所有這些物質都被認為是銀的分配器。這些材料的工業成功由于銀顆粒難于結合至載體并同時保持其殺菌活性而高度受限。目前，這種銀的穩定性及其殺菌活性之間的平衡(如果太穩定則沒有殺菌效果，如果不夠穩定則導致銀流失)使得這些材料仍處于實驗室規模。

本文公開了一種實現高的銀穩定性和高的殺菌活性的材料，其能夠對水進行消毒而不添加任何化學品。本文公開的物質還提供具有殺菌活性的表面。

發明內容

概述部分列出了本文公開的主題的多個實施方式，并且在許多情況下列出了這些實施方案的改變和排列。這樣的概述僅僅是多種不同的實施方案的示例。類似地，對于特定實施方案中一種或多種代表性特征的提及也是示例性的。這樣的實施方式通?？梢跃哂谢虿痪哂兴峒疤卣?；類似地，無論是否列在概述中，這樣的特征也適用本發明公開主題的其他實施方案中。為了避免大量重復，概述部分不會列出或啟示這些特征的所有可能組合。

本文公開了具有殺菌表面的復合材料及其用途，例如用于減少或從水中除去微生物。

由此，本發明尤其涉及復合材料的用途，在一些實施方案中，所述復合材料包含以下組分(I)、(II)和(III)：

(I)多孔載體，其可以用于(II)的原位生長；

(II)一個聚集物層，其包括TiO₂(Cl)型含氯原子的二氧化鈦，可以作為(III)的結合膠；

(III)銀(Ag)聚集物層，其可提供殺菌表面。

在一些實施方案中，形成部分(I)的多孔載體可以占復合材料總重量的約70％至約90％。在一些實施方案中，形成部分(II)的粘合劑可以占復合材料總重量的約3％至約10％。在一些實施方案中，形成部分(III)的殺菌表面占復合材料總重量的約10％至約20％。

在一些實施方案中，多孔載體可以包含比表面積至少為440m²/g的硅膠。在其他實施方案中，多孔載體可以包含比表面積為至少260m²/g的氧化鋁。