本發(fā)明涉及抗菌材料領域，尤其涉及一種多元離子抗菌活性炭及其制備方法。
背景技術：
：活性炭是一種重要濾材，廣泛應用于水質與空氣凈化領域。為方便使用，通常將活性炭粉與黏結劑混合，并加熱成形為一種抗壓強度良好的棒材。所述活性炭棒的形成方法可區(qū)分為擠出法與燒結法。擠出法采用單螺桿擠出機將混合的活性炭粉與黏結劑喂入擠出機，通?；钚蕴糠壅?0％至95％，以160-185℃加工溫度擠出，成管狀，冷卻后進行切割，即得活性炭棒。燒結法則將混合的活性炭粉與黏結劑倒入金屬模具內，置入燒結爐以220-300℃溫度燒結20至60分鐘，然后取出模具，冷卻后打開模具，即得活性炭棒。燒結法所得之活性炭棒，其活性炭粉被黏結劑熔化堵塞較少。然而活性炭在水處理時，在吸附大量有毒有害污染物同時，活性炭吸附了大量有機污染物，此時微生物極易繁殖，從而繁殖大量的細菌，因此，通常在炭棒中載銀制備抗菌活性炭棒，以達到抗菌效果?，F有技術中，抗菌活性炭棒的制備方法通常有以下幾種：一，擠出法，即在利用擠出法成型炭棒的過程中加入復合抗菌劑粉末，將活性炭粉、黏結劑與抗菌粉擠出形成載銀活性炭，抗菌粉通常為銀粉，其缺陷在于，所述復合抗菌劑在擠出成型后，被黏結劑所包覆，復合抗菌劑難以析出，抗菌效果較差。二，燒結法，即在利用燒結法成型炭棒的過程中加入復合抗菌劑粉末，活性炭粉、黏結劑與抗菌粉燒結形成載銀活性炭，抗菌粉通常為銀粉，其缺陷在于，所述復合抗菌劑粉末較細小，使得與黏結劑的結合率較差，復合抗菌劑粉末大量析出，使得水中復合抗菌劑嚴重超標，而炭棒很快失去抗菌效果。三，包覆法，即在活性炭棒外層包覆一層載銀無紡布，其缺陷在于，載銀無紡布中的陰離子大量析出，溶于水中，使得水溶液中銀離子濃度超標，而炭棒很快失去抗菌效果。技術實現要素：為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種多元離子抗菌活性炭及其制備方法。本發(fā)明制得的多元離子抗菌活性炭能夠克服上述缺點，本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭利用離子抗菌原理和微磁電場技術原理，形成了一種新型抗菌添加材料，能夠有效地提高抗菌性能和使用壽命，避免了傳統(tǒng)抗菌材料的抗菌性低下、使用壽命低和溫度依賴性太強等問題。為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；其中，所述agno3、tio2、cu、zn、mg的質量分別為活性炭質量的2.9-5.3％加上二氧化硅粉體總質量的1/3-2/3。在本技術方案中，本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭利用離子抗菌原理和微磁電場技術原理，形成了一種新型高效抗菌添加材料。有效地提高了抗菌性能和使用壽命，避免了傳統(tǒng)抗菌材料的抗菌性低下、使用壽命低和溫度依賴性太強等問題。其優(yōu)點具體為：(1)多元離子抗菌活性炭通過離子抗菌的方法來提高抗菌能力。通過離子抗菌的手段，吸附交換各種離子，使抗菌性達到最活躍的狀態(tài)。添加各種對人體無害的離子來使抗菌性能提高。(2)多元離子抗菌活性炭可以有效干擾細胞壁的合成。細菌細胞壁重要組分為肽聚糖，離子抗菌劑對細胞壁的干擾作用，主要抑制多糖鏈與四肽交聯有連結，從而使細胞壁失去完整性，失去了對滲透壓的保護作用，損害菌體而死亡。多元離子抗菌活性炭可損傷細胞膜。細胞膜是細菌細胞生命活動重要的組成部分。因此，如細胞膜受損傷、破壞，將導致細菌死亡。多元離子抗菌活性炭能夠抑制蛋白質的合成。蛋白質的合成過程變更、停止、使細菌死亡。蛋白質對于細菌來說是物質基礎，是有機大分子，是構成細胞的基本有機物，是生命活動的主要承擔者。沒有蛋白質就沒有生命，而離子交換法破環(huán)了蛋白質的合成過程，使整個過程變更或者停止，這樣細菌就停止生長或者死亡。(3)添加有多元離子抗菌活性炭的使用壽命長。抗菌劑的使用壽命一般和抗氧化直接相關，抗氧化能力越好，使用壽命就越長；反之則相反。而多元離子抗菌活性炭的抗氧化加強是通過離子抗菌的技術來實現的，加強了耐氧化性，會讓其在一定時間內保持其固有的屬性，不被氧化，延長其使用壽命。而且離子交換可以加入抗氧化的離子，使材料隔絕氧氣，提升材料的抗氧化，增加使用壽命。所以對比于其他的材料，添加有多元離子抗菌活性炭的材料使用壽命會比較長。本發(fā)明通過磁場加強了復合金屬離子的電離活性和強度，有效地提高了抗菌滅菌性能，有效地防止細菌的滋生。本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭可用于制成濾芯，用于凈水中；可用作添加劑添加進瓷磚中，可作為添加劑添加進涂料中，用途廣泛。作為優(yōu)選，二氧化硅粒徑為200-400目，占活性炭總質量的2.9-5.3％的活性炭的粒徑為200-400目，剩余活性炭直徑為5-10mm。作為優(yōu)選，占活性炭總質量的94.7-97.1％的活性炭先經過活化，活化工藝為：將直徑為5-10mm的活性炭放置于活化爐內，升溫至800-900℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1200-1350℃，保溫15-20min。一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取15-28份粒徑200-400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到180-240份去離子水中配制成懸浮液a，以180-220r/min攪拌22-32min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質量的1/3-2/3的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成55-65份的懸浮液b，加熱升溫至80-90℃，攪拌45-50min，然后將懸浮液b以20-30滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，用去離子水配置成45-60份溶液，再按5-15滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取480-510份直徑5-10mm的活性炭進行活化，升溫至800-900℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1200-1350℃，保溫15-20min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時間10-12h，然后放入烘箱內烘干，制得多元離子抗菌活性炭。在本技術方案中，在高溫下c與氧氣發(fā)生氧化還原進行活化，通過c的氣體反應(燒失)達到碳粒中造碳的目的。其主要化學反應工如下：(氧氣充足時)：c+o2＝co2，若氧氣不足：2c+o2＝2co，c+co2＝2co。多元離子抗菌活性炭與普通活性炭的區(qū)別：普通活性炭不具有抗菌能力，多元離子抗菌活性炭吸附能力強，能去味，去臭，有效抑菌、抗菌。作為優(yōu)選，步驟b)中懸浮液b的攪拌速度為600-800r/min。作為優(yōu)選，步驟b)中將懸浮液b以25-28滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中。作為優(yōu)選，步驟c)中烘箱的溫度為60-80℃。與現有技術對比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的多元離子抗菌活性炭利用離子抗菌原理和微磁電場技術原理，形成了一種新型抗菌添加材料，能夠有效地提高抗菌性能和使用壽命，避免了傳統(tǒng)抗菌材料的抗菌性低下、使用壽命低和溫度依賴性太強等問題。具體實施方式為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，但這些闡述并不對本發(fā)明做任何形式上的限定。除另有說明，否則本發(fā)明所用的所有科學和技術術語具有本發(fā)明所屬和相關領域的一般技術人員通常所理解的含義。下面結合具體實施例對本發(fā)明做出進一步詳細的闡述，但應當明白，實施例不應理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例1一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取15份粒徑為200-400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到180份去離子水中配制成懸浮液a，以180r/min攪拌22min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質量的1/3的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成55份的懸浮液b，加熱升溫至80℃，攪拌45min，攪拌速度為600r/min；然后將懸浮液b以25滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，tio2的用量與agno3相同，用去離子水配置成45份溶液，再按5滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取480份直徑5-10mm的活性炭進行活化，升溫至800℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1200℃，保溫15min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時間10h，然后放入烘箱內烘干，烘箱的溫度為60℃，制得多元離子抗菌活性炭。實施例2一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取20份粒徑為200-400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到200份去離子水中配制成懸浮液a，以200r/min攪拌25min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質量的1/2的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成60份的懸浮液b，加熱升溫至85℃，攪拌48min，攪拌速度為700r/min；然后將懸浮液b以26滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，tio2的用量與agno3，相同用去離子水配置成50份溶液，再按10滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取500份直徑5-10mm的活性炭進行活化，升溫至855℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1250℃，保溫18min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時間11h，然后放入烘箱內烘干，烘箱的溫度為65℃，制得多元離子抗菌活性炭。實施例3一種多元離子抗菌活性炭，包括以下原料制備而成：活性炭、二氧化硅粉體、agno3、tio2、cu、zn、mg和去離子水；一種多元離子抗菌活性炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a)各稱取28份粒徑為400目的活性炭與二氧化硅粉體，加入到240份去離子水中配制成懸浮液a，以220r/min攪拌32min；b)分別稱取占活性炭與活性炭與二氧化硅粉體總質量的2/3的agno3、cu粉、zn粉、mg粉，加入去離子水配成65份的懸浮液b，加熱升溫至90℃，攪拌50min，攪拌速度為800r/min；然后將懸浮液b以28滴/min的速度加入到步驟a)制得的懸浮液a中，制得懸浮液c；再稱取tio2，tio2的用量與agno3，用去離子水配置成60份溶液，再按15滴/min的速度滴入懸浮液c中，制得懸浮液d；c)稱取510份直徑5-10mm的活性炭進行活化，升溫至900℃，保溫45min，然后繼續(xù)升溫至1350℃，保溫20min；將活化后的活性炭浸入步驟b)制得的懸浮液d中，浸泡時間12h，然后放入烘箱內烘干，烘箱的溫度為80℃，制得多元離子抗菌活性炭。為測試本發(fā)明的抗菌劑的抗菌效果，將其添加到不同材料中的進行分析：表1：在濾芯中的應用：種類mic(ppm)mic(ppm)大腸桿菌150青霉菌156金黃色葡萄球菌148黑霉菌152表2：在抗菌瓷磚中的應用：種類大腸桿菌金黃色葡萄球菌枯草桿菌肺炎桿菌綠膿桿菌滅菌率99.9％99.7％99.9％99.8％99.9％本發(fā)明中所用原料、設備，若無特別說明，均為本領域的常用原料、設備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。當前第1頁12