專利名稱：一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法。
背景技術(shù)：
納米MgO是隨著納米材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型功能精細(xì)的無(wú)機(jī)材料，具有明顯的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)。經(jīng)研究表明，由于納米MgO 巨大的比表面積、大量的晶體缺陷以及粒子表面的正電荷作用，納米MgO對(duì)細(xì)菌，芽孢、病毒等微生物表現(xiàn)出很高的殺滅活性。與納米TiO2、納米銀、納米銅等其他固體納米級(jí)殺菌劑相比，納米MgO低毒、廉價(jià)的特性使其可能成為一種優(yōu)良的飲用水消毒劑。然而，納米MgO 置于水中后，會(huì)與水作用形成Mg(OH)2，其釋放出的大量OH—會(huì)使體系pH急劇升高到10.0以上，并不符合飲用水水質(zhì)的要求。殼聚糖-海藻酸鈉凝膠是比較成熟的一種緩釋系統(tǒng)，目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化肥等領(lǐng)域。其原料易得、價(jià)格便宜，制備條件溫和、工藝簡(jiǎn)單且易于工業(yè)化生產(chǎn)。由于空氣中存在CO2、氮氧化物等易使水酸性化的物質(zhì)，因此，只需要精確控制納米MgO的釋出速率，就有可能實(shí)現(xiàn)體系PH的穩(wěn)定?；诖耍景l(fā)明通過控制納米MgO與緩釋凝膠的比例，實(shí)現(xiàn)精確控制納米材料釋放速率的目的，從而達(dá)到穩(wěn)定體系PH值和固定化納米材料的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問題，提供一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，解決納米MgO應(yīng)用于水處理時(shí)帶來的pH值過高的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，步驟如下
1)將脂溶性殼聚糖在100-120°C溫度下溶解于醋酸水溶液中，冷卻至室溫后加入 CaCl2 · 2H20,完全溶解后以NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值至5. 0-5. 5，制得殼聚糖溶液；
2)制備海藻酸鈉水溶液，加入納米MgO粉末制得納米MgO濁液；
3)將納米MgO濁液以2-3滴/秒的速度滴入殼聚糖溶液中，滴加完畢后將上述反應(yīng)液在1000-1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌半小時(shí)，棄除液體得到乳白色微球；
4)用蒸餾水洗滌所得乳白色微球，直到完全去除微球表面的無(wú)機(jī)鹽離子；
5)將上述微球在100-110°C下烘干至少2小時(shí)，即可得到黃色的納米MgO緩釋消毒顆粒。所述醋酸水溶液的體積百分比濃度為1_3%，殼聚糖與醋酸水溶液的用量比為 4-8mg/ mL, CaCl2 · 2H20與醋酸水溶液的用量比為30_48mg/ mL。所述NaOH水溶液的濃度為lmol/L。所述納米MgO粉末平均粒徑為10-80nm，比表面積為30-50m2/g。
所述海藻酸鈉水溶液的濃度為8-12mg/mL，納米MgO粉末與海藻酸鈉水溶液的用量比為2-6mg/ mL。本發(fā)明利用殼聚糖-海藻酸鈉緩釋凝膠制備納米MgO材料。首先，將殼聚糖加熱溶解于醋酸溶液中，冷卻后向其中加入氯化鈣，并調(diào)節(jié)體系PH為弱酸性；其次，制備海藻酸鈉水溶液，并向其中加入納米MgO粉末；再次，吸取添加有納米MgO的海藻酸鈉水溶液，緩慢滴入殼聚糖溶液中。最后接觸反應(yīng)后，取出所得乳白色固體微球，以蒸餾水洗滌數(shù)次后烘干。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1)本發(fā)明所選用殼聚糖、海藻酸鈉等原材料，來源廣泛、價(jià)格低廉，而且安全無(wú)毒，廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染的處理和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域；
2)通過凝膠的引入，可將納米MgO固定于載體上，不會(huì)被水流沖走；
3)通過緩釋系統(tǒng)，可將體系pH穩(wěn)定在可接受的范圍；
4)反應(yīng)操作工藝簡(jiǎn)單，條件容易控制，易于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為實(shí)施例1中所制的納米MgO緩釋消毒顆粒。圖2為實(shí)施例1中所制得的納米MgO緩釋消毒顆粒入水溶脹后形成的乳白色微球。圖3為實(shí)施例1中所制得的納米MgO緩釋消毒顆粒在水中PH的變化情況。圖4為實(shí)施例2中所制得的納米MgO緩釋消毒顆粒入水后細(xì)菌總數(shù)的變化情況。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過以下實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明，但本實(shí)施例所述技術(shù)內(nèi)容僅是說明性的，非限定性的，不應(yīng)依此來局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，步驟如下
1)將0.5 g脂溶性殼聚糖在100°C溫度下溶解于體積百分比濃度為1%的IOOmL醋酸水溶液中，冷卻至室溫后加入4. 8 g CaCl2 · 2H20,完全溶解后以濃度為lmol/L的NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH值至5. 0-5. 5，制得殼聚糖溶液；
2)制備濃度為12mg/mL的海藻酸鈉水溶液，加入0.1 g納米MgO粉末，納米MgO粉末平均粒徑為10-80nm，比表面積為30-50m2/g，制得納米MgO濁液；
3)將納米MgO濁液以2-3滴/秒的速度滴入殼聚糖溶液中，滴加完畢后將上述反應(yīng)液在1000-1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌半小時(shí)，棄除液體得到乳白色微球；
4)用蒸餾水洗滌所得乳白色微球，直到完全去除微球表面的無(wú)機(jī)鹽離子；
5)將上述微球在105°C下烘干2小時(shí)，即可得到黃色的納米MgO緩釋消毒顆粒。圖1為該實(shí)施例所制的納米MgO緩釋消毒顆粒；圖2為該納米MgO緩釋消毒顆粒入水溶脹后形成的乳白色微球。圖3為該實(shí)施例所制得的納米MgO緩釋消毒顆粒在水中PH的變化情況。圖中顯示將所得納米MgO緩釋消毒顆粒分別以10、20、50、80mg/L的濃度浸入水中，120h之內(nèi)各體系PH值均穩(wěn)定在6. 5-8. 5之間。
實(shí)施例2:
一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，步驟如下
1)將0.7g脂溶性殼聚糖在100°C溫度下溶解于體積百分比濃度為21的IOOmL醋酸水溶液中，冷卻至室溫后加入3. 6 g CaCl2 · 2H20，完全溶解后以濃度為lmol/L的NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH值至5. 0-5. 5，制得殼聚糖溶液；
2)制備濃度為12mg/mL的海藻酸鈉水溶液，加入0.3g納米MgO粉末，納米MgO粉末平均粒徑為10-80nm，比表面積為30-50m2/g，制得納米MgO濁液；
3)將納米MgO濁液以2-3滴/秒的速度滴入殼聚糖溶液中，滴加完畢后將上述反應(yīng)液在1000-1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌半小時(shí)，棄除液體得到乳白色微球；
4)用蒸餾水洗滌所得乳白色微球，直到完全去除微球表面的無(wú)機(jī)鹽離子；
5)將上述微球在105°C下烘干2小時(shí)，即可得到黃色的納米MgO緩釋消毒顆粒。圖4為該實(shí)施例所制得的納米MgO緩釋消毒顆粒入水后細(xì)菌總數(shù)的變化情況。將所得納米MgO緩釋消毒顆粒分別以10、20、50、80mg/L的濃度浸入水中，5天的抑菌試驗(yàn)結(jié)果表明各體系內(nèi)納米MgO緩釋消毒顆粒對(duì)水中細(xì)菌具有明顯殺滅作用，且在該反應(yīng)時(shí)間內(nèi)細(xì)菌總數(shù)可維持在40CFU/mL以下，符合國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)細(xì)菌總數(shù)的要求。
權(quán)利要求
1.一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，其特征在于步驟如下1)將脂溶性殼聚糖在100-120°C溫度下溶解于醋酸水溶液中，冷卻至室溫后加入 CaCl2 · 2H20,完全溶解后以NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值至5. 0-5. 5，制得殼聚糖溶液；2)制備海藻酸鈉水溶液，加入納米MgO粉末制得納米MgO濁液；3)將納米MgO濁液以2-3滴/秒的速度滴入殼聚糖溶液中，滴加完畢后將上述反應(yīng)液在1000-1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌半小時(shí)，棄除液體得到乳白色微球；4)用蒸餾水洗滌所得乳白色微球，直到完全去除微球表面的無(wú)機(jī)鹽離子；5)將上述微球在100-110°C下烘干至少2小時(shí)，即可得到黃色的納米MgO緩釋消毒顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，其特征在于所述醋酸水溶液的體積百分比濃度為1_3%，殼聚糖與醋酸水溶液的用量比為4-8mg/ mL, CaCl2 · 2H20 與醋酸水溶液的用量比為30-48mg/ mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，其特征在于所述NaOH水溶液的濃度為lmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，其特征在于所述納米MgO 粉末平均粒徑為10-80nm，比表面積為30-50m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，其特征在于所述海藻酸鈉水溶液的濃度為8-12mg/mL，納米MgO粉末與海藻酸鈉水溶液的用量比為2_6mg/ mL。
全文摘要
一種納米MgO緩釋消毒顆粒的制備方法，步驟如下1)將脂溶性殼聚糖溶解于醋酸水溶液中，制得殼聚糖溶液；2)制備海藻酸鈉水溶液，加入納米MgO粉末制得納米MgO濁液；3)將納米MgO濁液滴入殼聚糖溶液中，將上述反應(yīng)液攪拌半小時(shí)，棄除液體得到乳白色微球；4)用蒸餾水洗滌所得乳白色微球；5)將上述微球烘干后，即可得到黃色的納米MgO緩釋消毒顆粒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)殼聚糖、海藻酸鈉等原材料，來源廣泛、價(jià)格低廉，而且安全無(wú)毒；2)通過凝膠的引入，可將納米MgO固定于載體上，不會(huì)被水流沖走；3)通過緩釋系統(tǒng)，可將體系pH穩(wěn)定在可接受的范圍；4)反應(yīng)操作工藝簡(jiǎn)單，條件容易控制，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)A01N25/12GK102428961SQ201110360719
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者安毅, 張克強(qiáng), 董琪 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所