[發明專利]具有殺菌功能的過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710549071.0
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107321055B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 范美坤;龔正君;龔林
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14
• 代理公司: 51227 成都宏順專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李順德

本發明公開了一種具有殺菌功能的過濾材料，包括多孔的過濾基體以及依次設于所述過濾基體的孔隙表面的殺菌層和防止所述殺菌層脫落的固定層；所述殺菌層包括銀顆粒；所述固定層包括殼聚糖；所述固定層具有多孔結構。此處的孔隙表面，不僅包括過濾基體內部孔隙的表面，還包括外表面。本發明的具有殺菌功能的過濾材料的結構簡單且穩定，材料易獲取，兼具優異的過濾性能、殺菌性能和使用壽命，不受特殊環境及地理條件的限制，可以有效解決現有的分散式殺菌凈水器存在的殺菌率低、凈水速度慢且使用壽命短等問題。

技術領域

本發明涉及非集中式殺菌凈水技術領域，具體而言，涉及一種具有殺菌功能的過濾材料及其制備方法。

背景技術

傳統的殺菌凈水技術是利用加入氯等強氧化劑對水體進行大規模殺菌處理，但是研究表明，這種方法在殺菌過程中容易產生致癌物，而且這種大規模水處理技術無法應用于一些在偏遠地區及特殊條件下的應急供水中。分散式殺菌凈水技術，也稱非集中式殺菌凈水，是一種應用于偏遠鄉村地區或緊急情況下應急供水的殺菌技術，分散式殺菌凈水技術的核心是凈水器，然而現有的分散式殺菌凈水器存在殺菌率低、凈水速度慢且使用壽命短等缺點，因此難以達到特殊環境及地理條件下殺菌凈水的高要求，使得分散式殺菌凈水技術的發展受限。

發明內容

本發明的主要目的在于提供具有殺菌功能的過濾材料及其制備方法，以解決現有技術中的分散式殺菌凈水器存在的殺菌效率低、使用壽命短的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種具有殺菌功能的過濾材料。該具有殺菌功能的過濾材料包括多孔的過濾基體以及依次設于所述過濾基體的孔隙表面的殺菌層和防止所述殺菌層脫落的固定層；所述殺菌層包括銀顆粒；所述固定層包括殼聚糖；所述固定層具有多孔結構。此處的孔隙表面，不僅包括過濾基體內部孔隙的表面，還包括外表面。

使用時，將本發明的具有殺菌功能的過濾材料過濾待處理的液體，濾出水即為殺菌和過濾后的水體。該具有殺菌功能的過濾材料具有以下優點：1)銀顆粒具有很高的殺菌性能，且固定層本身也具有一定的殺菌性能，固定層與殺菌層協同作用，進一步提升殺菌效率；2)在現有的過濾材料上即可負載殺菌層，使過濾材料兼具過濾和殺菌性能，同時對水體進行過濾和殺菌，顯著提升凈水效率；3)過濾材料具有較高的比表面積，可以負載更多的銀顆粒到孔隙表面，進一步提升殺菌效率；4)由于殼聚糖的分子鏈上存在大量均勻分布的氨基，氨基可以和銀顆粒緊密結合，因此由該殼聚糖構成的固定層可以防止殺菌層脫落，延長使用壽命；5)固定層具有多孔狀，使得銀顆粒與液體接觸殺菌的同時也防止形成阻礙過濾的閉孔；6)固定層還可以提升過濾材料的機械強度，進一步延長使用壽命；7)在過濾基體的孔隙表面負載殺菌層和固定層可以減小過濾基體的孔徑，提升其過濾精度。綜上，本發明的具有殺菌功能的過濾材料的結構簡單且穩定，材料易獲取，兼具優異的過濾性能、殺菌性能和使用壽命，不受特殊環境及地理條件的限制，可以有效解決現有的分散式殺菌凈水器存在的殺菌率低、凈水速度慢且使用壽命短等問題。

進一步地，所述銀顆粒的粒度為10-50nm；當銀顆粒的粒度低于上述數值范圍時，會因表面能過大而產生團聚現象，降低銀顆粒的使用率，當銀顆粒的粒度高于上述數值范圍時，容易發生脫落現象，影響使用壽命。所述銀顆粒的負載量為10-14mg/g；當銀顆粒的負載量低于上述數值范圍時，會導致過濾基體的孔隙不能被有效的覆蓋，殺菌效率低。當銀顆粒的負載量高于上述數值范圍時，不僅造成內層銀顆粒的浪費，而且可能在過濾基體的局部造成閉孔，阻礙過濾。