專(zhuān)利名稱(chēng)：抗菌殺藻活性炭及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌殺藻活性炭，同時(shí)還涉及一種抗菌殺藻活性炭的制備方 法，該抗菌殺藻活性炭應(yīng)用范圍為環(huán)境凈化中的殺菌及淡水水華治理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
"水華"(water blooms)是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象。絕大多數(shù)的水華是 僅由藻類(lèi)引起的，如藍(lán)藻(嚴(yán)格意義上應(yīng)稱(chēng)為藍(lán)細(xì)菌)、綠藻、硅藻等。"水華" 發(fā)生時(shí)，水一股呈藍(lán)色或綠色。這種在自然界就有的"水華"現(xiàn)象，在我國(guó)古代歷 史上就有記載。
淡水中富營(yíng)養(yǎng)化后，"水華"頻繁出現(xiàn)，面積逐年擴(kuò)散，持續(xù)時(shí)間逐年延長(zhǎng)。 根據(jù)最近的調(diào)查，歐洲、非洲、北美洲和南美洲分別有53%、 28%、 48%和41% 的湖泊存在不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，亞太地區(qū)54%的湖泊處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。 我國(guó)是一個(gè)多湖泊的國(guó)家，目前湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。太湖、滇池、巢 湖、洪澤湖都有"水華"，就連流動(dòng)的河流，如長(zhǎng)江最大支流——漢江下游漢口江 段中也曾出現(xiàn)"水華"。
淡水中"水華"造成的最大危害是飲用水源受到威脅，藻毒素通過(guò)食物鏈影 響人類(lèi)的健康，藍(lán)藻"水華"的次生代謝產(chǎn)物能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威 脅人類(lèi)的健康和生存。此外，自來(lái)水廠的過(guò)濾裝置被藻類(lèi)"水華"填塞，漂浮在水 面上的"水華"影響景觀，并有難聞的臭味。所以每次發(fā)生水華現(xiàn)象都會(huì)給人類(lèi)和 自然界帶來(lái)巨大的損失和危害。
此外，室內(nèi)空氣生物污染也嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣質(zhì)量，室內(nèi)空氣生物污染的來(lái) 源有多樣性特點(diǎn)，主要來(lái)源有患有呼吸道疾病的病人、小動(dòng)物鳥(niǎo)、貓、狗等寵物、 空調(diào)器和環(huán)境等。室內(nèi)空氣生物污染主要包括細(xì)菌、真菌包括真菌抱子、病毒、
生物體有機(jī)成分等。在這些生物污染因子中有一些細(xì)菌和病毒是人類(lèi)呼吸道傳染 病的病原體，有些真菌包括真菌孢子、生物體有機(jī)成分則能夠引起人體的過(guò)敏反 應(yīng)。生物污染對(duì)人類(lèi)的健康有著很大危害，能引起呼吸道傳染病、哮喘、建筑物 綜合癥等各種疾病。 一些公司發(fā)明了空氣過(guò)濾除菌裝置，但這些裝置僅能過(guò)濾截 流細(xì)菌卻不能有效殺死菌體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種抗菌殺藻活性炭，活性炭用于水華治理、空 氣進(jìn)化設(shè)備和凈水設(shè)備。該活性炭殺藻效率高，速度快。對(duì)環(huán)境無(wú)污染，解決了 物理殺藻方法不能根治水華的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種抗菌殺藻活性炭的制備方法，方法易 行，操作方便。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施首先將丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂 通過(guò)化學(xué)溶解和物理蒸發(fā)的方法黏附到活性炭表面，再通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂上的第一單體丙烯腈上復(fù)合銅離子，反應(yīng)式為
-CH,CH -CH -CHfCHfCH -CH -CH5.......................-CH，-CH -CH -CHfCH:fCH -CH-GHj...............
<formula>formula see original document page 4</formula>CuSOf + Na糾 ...............-CHfGH-CH—HfCHfCH'CH-GH5...............
其中,CH2-CH (CN) -CH (C6H5) -CH2-…為丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂，CuS04 為硫酸銅，Na2S203為硫代硫酸鈉。
抗菌殺藻活性炭在其結(jié)構(gòu)中活性炭具有吸附藻細(xì)胞和細(xì)菌的作用，在丙烯腈 上復(fù)合的銅離子具有殺菌除藻作用。
一種制備抗菌殺藻活性炭的步驟如下 A、活性炭涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂配方丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂活性炭丙酮(質(zhì)量質(zhì)量體積)=1: U0 20):
(50 100)
方法將丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂溶解在丙酮中，待丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂完全溶解
后，于56.5 8(TC攪拌蒸發(fā)并回收丙酮，溶液粘稠后按上述配比加入活性炭繼續(xù) 攪拌10 120分鐘至丙酮蒸發(fā)完全，將涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭于56.5 80'C烘干。得到涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭。 B、黏附在活性炭上的丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂螯合銅離子
配方丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂硫酸銅硫代硫酸鈉去離子水(質(zhì)量質(zhì)量 質(zhì)量體積)=1: (0.1 2): (0.02 0.5): (10 200)。
方法先按上述配方配制硫酸銅、硫代硫酸鈉的水溶液，將黏附了丙烯腈-
苯乙烯樹(shù)脂的活性炭放入，控制浴比l: (50 300)，溫度控制在40 90。C，并 均勻攪拌。0.5 1小時(shí)后將黏附了丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭濾出，去離子水 洗凈，于50 80'C晾干。得到涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂并螯合銅離子的活性炭， 即抗菌殺藻活性炭。
抗菌殺藻活性炭既可直接使用于抗菌殺藻，又可將將抗菌殺藻活性炭制成殺 菌凈水器用于水源凈化，還可將抗菌殺藻活性炭制造空氣凈化設(shè)備用于空氣凈 化。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)
1. 殺菌除藻效率高、見(jiàn)效快抗菌殺藻活性炭殺藻3天見(jiàn)到殺藻效果，7-10天
左右殺滅水華水體中的藻細(xì)胞，比生物除藻技術(shù)殺藻速度見(jiàn)效快，其速度接
近于化學(xué)除藻技術(shù)；
2. 直接殺死細(xì)菌和藻細(xì)胞，該抗菌殺藻活性炭對(duì)測(cè)試過(guò)的金黃色葡萄球菌、大 腸桿菌、白色念珠菌、藤黃微球菌、枯草芽孢桿菌等有抗菌作用，對(duì)引起淡 水水華的多種藻類(lèi)如銅綠微囊藻DS、銅綠微囊藻7820、鮑氏織線藻、萊茵
'衣藻、斜生柵藻等具有良好的殺滅效果，可用于環(huán)境凈化中殺菌及淡水水華 治理。殺菌除藻徹底，用于除藻時(shí)，可從根本上防止藻細(xì)胞增殖而重新形成 水華；
3. 無(wú)化學(xué)污染對(duì)環(huán)境安全無(wú)毒，抗菌殺藻活性炭的功能基團(tuán)銅離子緊密鰲合 在水不溶性的腈基上，因此抗菌殺藻活性炭殺菌除藻既具有化學(xué)殺菌除藻效
率高速度快的特點(diǎn)，又避免了化學(xué)殺菌除藻技術(shù)存在的二次化學(xué)污染問(wèn)題。 4.操作簡(jiǎn)單、方便實(shí)施抗菌殺藻活性炭不管是直接使用，或?qū)⑵渲瞥蓛羲?殺菌的濾芯以及作為空氣過(guò)濾系統(tǒng)的濾料等，只需要簡(jiǎn)單地將其投放到出現(xiàn) 藻類(lèi)水華的水體中或黏附在凈水器的濾芯及空氣過(guò)濾系統(tǒng)的濾料中，便可對(duì) 藻細(xì)胞和細(xì)菌產(chǎn)生殺滅作用，實(shí)施十分方便，易于清理。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)幾個(gè)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述 實(shí)例1.
取l~2g丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂完全溶解于50~100mL丙酮中，加熱至60或65 或7(TC蒸發(fā)至溶液稍粘稠，加入20g活性炭，以120轉(zhuǎn)/分鐘攪拌蒸發(fā)至丙酮揮 發(fā)完全，使丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂均勻包裹在活性炭表面，80'C烘干。將烘干后的 活性炭置于按照每100mL去離子水中加入硫酸銅0.8g和硫代硫酸鈉0.4g的配比 配制的鰲合液100mL中，50或51或53或56或59或63或67或70。C攪拌反應(yīng) lh，倒出反應(yīng)液，去離子水浸泡洗滌3 5次，每次100mL，以去掉活性炭表面 殘留的反應(yīng)液，烘干，即得殺菌除藻活性炭。
實(shí)例2.
取10 20g丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂完全溶解于500mL丙酮中，加熱至57或60 或68'C蒸發(fā)至溶液稍粘稠，加入200g活性炭，以120轉(zhuǎn)/分鐘攪拌蒸發(fā)至丙酮揮 發(fā)完全，使丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂均勻包裹在活性炭表面，80'C烘干。將烘干后的 活性炭置于按照每100mL去離子水中加入硫酸銅0.8g和硫代硫酸鈉0.4g的配比 配制的鰲合液1000mL中，50或54或57或60或62或65或68或70'C攪拌反 應(yīng)lh，倒出反應(yīng)液，去離子水浸泡洗滌3-5次，每次1000mL,以去掉活性炭表 面殘留的反應(yīng)液，烘干，即得殺菌除藻活性炭。
實(shí)例3.
取15kg丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂完全溶解于盛有500L丙酮的反應(yīng)釜中，加熱至 67或70或75或8(TC蒸餾至溶液稍粘稠并回收丙酮，加入200kg活性炭，以120
轉(zhuǎn)/分鐘攪拌蒸發(fā)至丙酮基本揮發(fā)完全，使丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂均勻包裹在活性炭 表面，8(TC烘干。將烘干后的活性炭置于按照每100mL去離子水中加入硫酸銅 0.8g和硫代硫酸鈉0.4g的配比配制的鰲合液1000L中，50或52或55或58或 61或64或67或70'C攪拌反應(yīng)lh，倒出反應(yīng)液，去離子水浸泡洗滌3~5次，每 次1000L，以去掉活性炭表面殘留的反應(yīng)液，烘干，即得殺菌除藻活性炭。
抗菌及殺藻數(shù)據(jù)如下:
可殺滅藻類(lèi)及效率可殺滅菌種類(lèi)
銅綠微囊藻DS (96.53%)金黃色葡萄球菌
銅綠微囊藻7820 (87.13%)大腸桿菌
斜生柵藻(92.21%)白色念珠菌
萊茵衣藻(88.04%)藤黃微球菌
水華魚(yú)腥藻(93.59%)枯草芽孢桿菌
鮑氏織線藻(69.08%)
權(quán)利要求
1、一種抗菌殺藻活性炭，下述結(jié)構(gòu)式為其中-CH2-CH(CN)-CH(C6H5)-CH2-....為丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂，CuSO4為硫酸銅，Na2S2O3為硫代硫酸鈉。
2、 一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種抗菌殺藻活性炭的制備方法，其步驟是A、活性炭涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂'將丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂溶解在丙酮中，待丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂完全溶解后，于56.5 8(TC攪拌蒸發(fā)并回收丙酮，溶液粘稠后按配比加入活性炭繼續(xù)攪拌10 120分鐘至丙酮蒸發(fā)，將涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭于56.5 8(TC烘干，得 到涂抹丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭；B、黏附在活性炭上的丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂螯合銅離子配制硫酸銅、硫代硫酸鈉的水溶液，將黏附了丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭 放入，控制浴比l: 50 300，溫度控制在40 90'C，并均勻攪拌，0.5 1小時(shí) 后將黏附了丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂的活性炭濾出，洗凈，晾干，得到涂抹丙烯腈-苯 乙烯樹(shù)脂并螯合銅離子的活性炭，即抗菌殺藻活性炭；所述的丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂活性炭丙酮(質(zhì)量質(zhì)量體積)=1: 10 20:50~跳所述的丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂硫酸銅硫代硫酸鈉去離子水(質(zhì)量質(zhì)量 質(zhì)量體積)=1: 0.1 2: 0.02 0.5: 10 200。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗菌殺藻活性炭及制備方法，其步驟是將丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂涂抹在活性炭表面，經(jīng)化學(xué)處理使丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂結(jié)合銅離子。丙烯腈-苯乙烯樹(shù)脂和銅離子牢固結(jié)合在活性炭上，對(duì)環(huán)境安全無(wú)毒。該抗菌殺藻活性炭對(duì)測(cè)試過(guò)的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌、藤黃微球菌、枯草芽孢桿菌等有抗菌作用，對(duì)引起淡水水華的多種藻類(lèi)如銅綠微囊藻DS、銅綠微囊藻7820、鮑氏織線藻、萊茵衣藻、斜生柵藻等具有良好的殺滅效果，可用于環(huán)境凈化中殺菌及淡水水華治理。
文檔編號(hào)C02F1/50GK101337704SQ20081004879
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者翌 張, 楊繼紅 申請(qǐng)人:華中師范大學(xué)