本發(fā)明是一種環(huán)境功能材料,具體來說是用于飲用水消毒的納米銀復(fù)合材料及制備方法。
背景技術(shù):
水體消毒是保障飲用水安全最重要的措施。目前飲用水消毒最常用的方法為氯消毒法與加熱煮沸法,兩者均可有效殺滅水中的病原微生物、防止水生疾病的流行。然而,氯消毒法易與水中共存的有機(jī)物如天然有機(jī)物(noms)等反應(yīng)生成鹵代烷烴、鹵代芳烴等消毒副產(chǎn)物(dbps),該類物質(zhì)毒性較大且存在致癌、致畸、致突變風(fēng)險,對人類健康產(chǎn)生較大威脅;加熱煮沸法對能量要求較高,不適宜大規(guī)?;驊敉馐褂谩?/p>
銀是一種長期以來被廣泛應(yīng)用的飲用水消毒材料。其中,納米銀顆粒因其高比表面積與高反應(yīng)活性等特點(diǎn)而成為目前抗菌材料的研究熱點(diǎn)。納米銀顆粒通過損傷細(xì)菌dna、產(chǎn)生活性自由基氧化細(xì)菌、使脫氫酶失活、泄露菌體內(nèi)容物和中斷細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制起到殺菌的目的。然而,由于納米銀顆粒存在易于團(tuán)聚失活、易流失、潛在安全風(fēng)險較大等問題,目前鮮見將納米銀顆粒直接應(yīng)用于飲用水消毒的報道。將納米銀顆粒固定于大尺寸多孔載體內(nèi)是一種推動納米銀實(shí)用化的有效手段,目前已引起廣泛的興趣。
目前已有將納米銀顆粒固定于凝膠(environscitechnol,2013,47,9363)、紙張(environscitechnol,2010,45,1992)、改性稻殼(environscitechnol,2013,47,5276)等載體材料的研究報道,并取得了很好的消毒效果。然而,此類載體多為剛性材料,不宜作為填充物使用,易于破碎損毀,且化學(xué)穩(wěn)定性不佳,因而應(yīng)用受到限制。聚丙烯(pp)纖維是一種綜合性能良好的聚合物材料,質(zhì)地柔軟有彈性,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,已被廣泛用于紡織行業(yè),可方便用作各類填充材料;將其制成濾芯后也被大量用于過濾去除水中的懸浮物及細(xì)菌等大顆粒物質(zhì)。因而,pp纖維基納米銀復(fù)合材料預(yù)期可方便應(yīng)用于各類水處理裝置,實(shí)現(xiàn)對水中病原微生物的快速有效去除。
現(xiàn)有制備pp纖維基納米銀復(fù)合材料的方法多需要先制備銀納米顆粒,再將其與pp混合后形成纖維。發(fā)明專利zl200910020028.0公開了一種將載銀納米抗菌劑加入pp纖維材料的方法,該方法首先制備了載銀納米顆粒,然后將其與pp混合熔融后紡絲制成。東華大學(xué)王志廣等人也利用了類似的制備思路,即首先制備所需納米銀顆粒,然后將其與pp混合熔融后紡絲形成pp纖維基納米銀復(fù)合材料(產(chǎn)業(yè)用紡織品,2007,4,13)。該類方法雖可以防止納米銀的流失問題,但在熔融紡絲的過程中,納米銀顆粒易被pp包裹、覆蓋,從而降低消毒效率;此外,納米銀顆粒的團(tuán)聚失活問題依然難以得到有效結(jié)果。在其他負(fù)載型納米顆粒的制備中,原位生長法被廣泛使用,即首先將納米顆粒的前驅(qū)體離子導(dǎo)入納米多孔載體孔內(nèi),再在納米孔的限域空間內(nèi)通過后續(xù)的堿沉淀、氧化還原反應(yīng)或熱處理等形成納米顆粒。南京大學(xué)潘丙才教授課題組利用此類方法研制了一系列樹脂基納米復(fù)合材料,并取得了很好的效果(chemengj,2011,170,381)。然而,對于納米銀而言,若將其負(fù)載于納米孔內(nèi),則無法與病原菌(通常尺寸為微米級)接觸、難以有效發(fā)揮殺菌效力;直接在微米級孔內(nèi)生長則無法提供納米限域空間,難以形成納米顆粒。因而,如何通過簡便有效的方法,制備具有高效殺菌效力的pp纖維基納米銀復(fù)合材料目前仍面臨挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
1.要解決的問題
聚丙烯纖維質(zhì)地柔軟有彈性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、綜合性能優(yōu)良、易應(yīng)用于絕大部分水處理裝置,可作為銀納米顆粒的理想載體;然而卻面臨復(fù)合化過程中銀納米顆粒易被包裹覆蓋、易于團(tuán)聚等不足,導(dǎo)致消毒效力受損。針對于此,本發(fā)明旨在提供一種納米銀負(fù)載穩(wěn)定、殺菌活性高、使用壽命長且輕巧便攜、易作為填充物使用的新型聚丙烯纖維基納米銀復(fù)合材料及制備方法。
2.技術(shù)方案
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的一種用于飲用水消毒的納米銀復(fù)合材料,該復(fù)合材料的骨架為聚丙烯纖維(即pp棉),該pp棉富含大孔結(jié)構(gòu),孔直徑為1-20μm,孔隙率為30-80%;pp棉孔道內(nèi)壁上均勻附著納米銀顆粒,納米銀顆粒的含量為0.1-5wt%、直徑為5-80nm。
本發(fā)明的一種用于飲用水消毒的納米銀復(fù)合材料,采用如下方法制備獲得:
(1)取pp棉,將其與含有表面活性劑的agno3溶液混合后攪拌6-24h后取出,60℃烘干得到產(chǎn)品a;
(2)將步驟(1)中的產(chǎn)品a加入nabh4溶液中反應(yīng)12-36h后取出,用去離子水清洗到出水中無表面活性劑為止,60℃烘干后,得到所述的用于飲用水消毒的納米銀復(fù)合材料。
所述的用于飲用水消毒的納米銀復(fù)合材料,步驟(1)中pp棉與溶液的固液比(質(zhì)量體積比)為0.5-5g/l;表面活性劑為三甲基十六烷基溴化銨(ctab)或十二烷基磺酸鈉(sds),質(zhì)量濃度為10-40%;agno3溶液中agno3的濃度為0.01-0.5mol/l;步驟(2)中nabh4溶液的質(zhì)量濃度為0.5-5%,產(chǎn)品a與nabh4溶液的固液比(質(zhì)量體積比)為0.5-5g/l。
本發(fā)明還包括一種用于飲用水消毒的納米銀復(fù)合材料的制備方法,其步驟為:
(1)稱取一定質(zhì)量的pp棉,將其與含有表面活性劑的agno3溶液混合后攪拌6-24h后取出,60℃烘干得到產(chǎn)品a;
(2)將步驟(1)中的產(chǎn)品a加入nabh4溶液中反應(yīng)12-36h后取出,用去離子水清洗到出水中無表面活性劑為止,60℃烘干即得納米銀復(fù)合材料。
其中,步驟(1)中pp棉與溶液的固液比(質(zhì)量體積比)為0.5-5g/l;表面活性劑為三甲基十六烷基溴化銨(ctab)或十二烷基磺酸鈉(sds),質(zhì)量濃度為10-40%;agno3溶液中agno3的濃度為0.01-0.5mol/l;步驟(2)中nabh4溶液的質(zhì)量濃度為0.5-5%,產(chǎn)品a與nabh4溶液的固液比(質(zhì)量體積比)為0.5-5g/l。
3.有益效果
本發(fā)明提供了一種高效殺菌、輕便易攜帶的納米銀復(fù)合材料及制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:1.制備簡便、殺菌活性高,接觸3min內(nèi)即可殺滅99.9%以上的細(xì)菌,且不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物;2.納米銀負(fù)載量高、負(fù)載穩(wěn)定、不易流失,納米銀負(fù)載量為0.1-5wt%,使用后納米銀的流失量低于負(fù)載量的0.1%,溶液中含量低于10μg/l,遠(yuǎn)低于國際衛(wèi)生組織確立的對人體安全的銀濃度上限100μg/l;3.質(zhì)地輕便、柔軟且富有彈性,可方便作為填充物使用,應(yīng)用范圍廣。
本專利的納米銀復(fù)合材料,由于聚丙烯纖維載體富含超大孔結(jié)構(gòu),孔徑為1-10μm,因而能夠保證細(xì)菌可以進(jìn)入材料中,從而達(dá)到快速殺菌目的。這主要與聚丙烯纖維自身的超大孔結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。
本專利的納米銀復(fù)合材料的制備方法,采用十二烷基苯磺酸鈉(sds)、三甲基十六烷基溴化銨(ctab)為表面活性劑,可在銀納米顆粒原位生長的過程中在其表面形成包覆層,阻止納米顆粒的過度生長與團(tuán)聚,從而可有效實(shí)現(xiàn)微米孔內(nèi)銀納米顆粒的原位合成。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明:
實(shí)施例1
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.03mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過電感耦合等離子體質(zhì)譜(icp-ms)測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過掃描電子顯微鏡-x射線能譜儀(sem-eds)觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例2
將實(shí)施例1中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為102cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1000床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例3
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.03mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例4
將實(shí)施例3中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為900床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例5
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.03mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例6
將實(shí)施例5中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為750床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例7
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.06mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例8
將實(shí)施例7中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為102cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1100床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例9
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.06mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例10
將實(shí)施例9中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1000床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例11
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.06mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例12
將實(shí)施例11中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為900床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例13
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例14
將實(shí)施例13中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為102cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1100床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例15
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例16
將實(shí)施例15中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1000床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例17
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例18
將實(shí)施例17中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為900床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例19
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.03mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例20
將實(shí)施例19中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為102cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1000床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例21
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.03mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例22
將實(shí)施例21中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為900床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例23
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.03mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例24
將實(shí)施例23中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為750床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例25
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.06mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例26
將實(shí)施例25中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為102cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1100床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例27
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.06mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例28
將實(shí)施例27中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1000床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例29
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.06mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為0.9wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例30
將實(shí)施例29中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為900床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例31
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml1%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為1.3wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例32
將實(shí)施例31中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為102cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為2000床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例33
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為1.3wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例34
將實(shí)施例33中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為103cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1900床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例35
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3及20%ctab的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為1.3wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為5-80nm。
實(shí)施例36
將實(shí)施例35中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1800床體積(bv),出水中檢測不到大腸桿菌(<1cfu/ml),通過icp-ms測得出水中銀離子的含量低于10μg/l。
實(shí)施例37
將1g干燥后的氯甲基化聚苯乙烯樹脂(平均孔徑為30nm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗至出水中不會產(chǎn)生泡沫后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為1.5wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)納米銀在樹脂內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀納米顆粒的粒徑為10nm左右。
實(shí)施例38
將實(shí)施例37中所得納米銀復(fù)合材料將得到的納米銀復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1800床體積(bv),出水中仍可檢測到大腸桿菌的存在(~103cfu/ml),證明負(fù)載于納米孔內(nèi)的銀納米顆粒無法有效發(fā)揮殺菌作用。
實(shí)施例39
將1g干燥后的pp棉(平均孔徑為5μm,孔隙率為80%)放入250ml含有0.09mol/lagno3的溶液中,混合均勻后攪拌24h;取出60℃烘干后加入250ml3%的nabh4溶液中,反應(yīng)12h后取出;用去離子水清洗3-4便后烘干即得。
所得納米銀復(fù)合材料酸化消解后通過icp-ms測得銀的負(fù)載量為1.4wt%,通過sem-eds觀察發(fā)現(xiàn)銀在pp棉內(nèi)分布均勻,通過透射電子顯微鏡觀察所得復(fù)合材料中銀顆粒的粒徑為在500nm以上。以上結(jié)果表明沒有表面活性劑的參與,難以在pp棉內(nèi)形成納米銀顆粒。
實(shí)施例40
將實(shí)施例39中所得納米銀復(fù)合材料將得到的復(fù)合材料轉(zhuǎn)入帶夾套的玻璃吸附柱中(φ32×360mm),將模擬微生物污染水體(水體ph約為7,大腸桿菌的濃度為104cfu/ml)以40ml/h的流量通過復(fù)合材料床層,連續(xù)處理量為1800床體積(bv),出水中依然可以檢測到大腸桿菌(~102cfu/ml),表明微米級銀顆粒的殺菌效力有限。