背景技術(shù)
隨著生活水平的提高，運用各種凈水技術(shù)的凈水器正迅速發(fā)展，凈水器能將水中絕大部分的沉淀物及各類污染物質(zhì)有效去除；然而，隨著凈水器使用時間的推移，過濾濾芯將原水中的有機物、微生物及其他污染物質(zhì)攔截在外表面，微生物有了充足的營養(yǎng)物質(zhì)(有機污染物)，在適宜的環(huán)境下將大量繁殖，在膜表面形成生物薄膜堵塞膜孔，另外，微生物代謝將產(chǎn)生有害物質(zhì)(如亞硝酸鹽、微囊藻毒素等)對消費者的健康帶來潛在的風(fēng)險。當(dāng)前，多數(shù)凈水器普遍存在膜材料長藻發(fā)霉的普遍的二次污染問題。
目前，具有抗菌功能的材料已被運用于很多個領(lǐng)域中，抗菌材料的優(yōu)良取決于抗菌劑以及基體材料。抗菌劑根據(jù)其材料和來源不同，可以分為有機、天然和無機三種類型；相比之下，無機抗菌材料廣譜抗菌性、較高安全性、持久性、耐熱性及穩(wěn)定性等優(yōu)點，因而在一些產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。無機抗菌材料中較為主流的是以無機化合物中含有抗菌金屬離子或者抗菌納米顆粒的試劑，如銀、銅、鋅等金屬離子或者納米顆粒，最常用的是銀；基于銀的殺菌性能，各種含銀的殺菌材料正在被研究、開發(fā)和利用，現(xiàn)已有將氧化鋁、氮化硅晶、凹凸棒石粘土、氧化鋯、珊瑚砂、膨潤土以及活性炭等材料作為基體，與抗菌銀試劑作用后形成具有抗菌性能的材料，用于各個相關(guān)領(lǐng)域。然而，這些抗菌材料普遍存在一些缺陷:銀離子不穩(wěn)定造成抗菌材料出現(xiàn)變色問題、抗菌劑在基體材料中的分散問題、長久時效性問題、抗菌組分在基體中的自遷移問題等等，這些問題很大程度上與基體材料的性能有關(guān)。
硅藻土為天然礦`物質(zhì)，其成本低、孔隙率大、無毒性，為多孔陶瓷的優(yōu)良原料。以硅藻土為原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成形的多孔硅藻土陶瓷膜，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的透過性、高比表面積；更為重要的是，硅藻土的化學(xué)成分以SiO2為主，可用SiO2.ηΗ20表示，其表面及孔內(nèi)表面分布有大量的硅羥基(一Si—0H)，這些硅羥基在水溶液中離解出H+，從而使硅藻土顆粒表面表現(xiàn)出一定的表面負電性，其可作為優(yōu)良的螯合基團、親核反應(yīng)基團用于固定無機金屬抗菌劑，避免抗菌劑遷移、時效性不持久等問題。
具體內(nèi)容
目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗菌抑菌效果良好、且能避免已有抗菌材料抗菌劑遷移及時效性不持久問題的抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜。
為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：
一種抑菌型復(fù)合硅藻土陶瓷膜，包括基體材料和抗菌劑，所述基體材料為采用硅藻土燒結(jié)而成的多孔陶瓷膜，所述抗菌劑為無機抗菌劑。
在上述抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜中，所述無機抗菌劑為含有金屬離子的無機化合物或者納米金屬顆粒。
在上述抑菌型復(fù)合硅藻土陶瓷膜中，所述金屬離子優(yōu)選為銀、銅或鋅，為銀。
在上述抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜中，所述納米金屬顆粒為納米銀、納米金或納米銅，為納米銀。
上述抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜的制備方法，包括如下步驟:將硅藻土高溫?zé)Y(jié)制成多孔陶瓷膜，再將無機抗菌劑與多孔陶瓷膜化學(xué)復(fù)合反應(yīng)制成抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜。制備時，可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)燒結(jié)溫度及規(guī)格，燒結(jié)成不同孔徑大小和規(guī)格尺寸的多孔陶瓷膜。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明采用硅藻土作為原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成多孔陶瓷膜，硅藻土表面及孔內(nèi)表面分布有大量硅羥基(一Si—0H)，這些硅羥基在化學(xué)反應(yīng)的條件中離解出H+，從而使硅藻土多孔陶瓷膜的膜孔表面表現(xiàn)出一定的表面負電性及親核性，其可作為優(yōu)良的螯合基團、親核反應(yīng)基團用于固定無機金屬抗菌劑，使抗菌硅藻土多孔陶瓷膜材料具有持久抗菌性。
同時，因基體硅藻土多孔陶瓷膜具有很高的孔隙率，比表面積大，無機抗菌劑能滲透到硅藻土陶瓷膜的內(nèi)部，使抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜可反復(fù)刷洗使用。
附圖說明
圖1為普通陶瓷膜及本發(fā)明的抑菌型復(fù)合硅藻土陶瓷膜在水中放置后表面的微生物生長情況對比圖；
圖2為多孔陶瓷膜生長納米銀前后的對比電鏡圖。
具體實施方式
采用硅藻土作為原料，加入占陶瓷粉體原料質(zhì)量分數(shù)為10%的造孔劑，加入到球磨罐中進行研磨分散；將粉體加入到磨具中，壓片、脫模得到多孔陶瓷支撐體濕坯，并進行干燥；將干坯升溫1000度燒結(jié)，自然冷卻制得具有高孔隙率多孔陶瓷膜支撐體。將硅藻土多孔陶瓷膜支撐體置入0.1M的氫氧化鈉水溶液中浸泡12小時，對硅藻土多孔陶瓷膜膜孔上的硅羥基(一Si—0H)進行活化；將被活化的硅藻土多孔陶瓷膜室溫下浸泡于納米銀水性溶液中(上海滬正:AGS-WP005)12小時，將負載納米銀的硅藻土多孔陶瓷膜取出在120度下焙燒2小時，取出冷卻即制備納米銀型抑菌硅藻土多孔陶瓷膜。
如圖1所示，將普通陶瓷膜(左)及本發(fā)明的抑菌型復(fù)合硅藻土陶瓷膜(右)一起置入一碗河水中30天，可以清楚的顯示微生物在普通陶瓷膜的表面快速生長而抑菌型多孔陶瓷膜并沒發(fā)現(xiàn)微生物的生長情況。通過圖2的電鏡圖我們可以清楚的看到，納米銀顆粒通過上述方法成功的生長在多孔陶瓷膜上。
當(dāng)抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜在各類水凈化裝置及水處理工程設(shè)備中使用一段時間后，由于大量的污染物質(zhì)被攔截在陶瓷膜外表面，陶瓷膜的微孔可能會被污染物質(zhì)堵塞。本發(fā)明的抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜，其基體硅藻土多孔陶瓷膜具有很高的孔隙率，比表面積大，無機抗菌劑能滲透到硅藻土陶瓷膜的內(nèi)部，當(dāng)陶瓷膜的微孔被污染物堵塞時，可使用砂紙或毛刷清洗陶瓷膜表面，將膜表面的污染物質(zhì)刷去；清洗后的抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜內(nèi)部仍然有無機抗菌劑，將其安裝到原來的水凈化裝置或水處理工程設(shè)備中，仍具有高效的殺菌抑菌功能，因此本發(fā)明的抑菌型納米復(fù)合硅藻土陶瓷膜可刷洗多次反復(fù)使用。