本發(fā)明涉及濾芯，具體涉及一種抗菌過濾材料、抗菌過濾組合物及其制備方法和其在制備濾芯中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的濾芯一般采用下述技術(shù)進(jìn)行抗菌和過濾：①以銀離子或銅離子(ag+，cu2+)為代表的負(fù)載型(如多孔分子篩)無機(jī)系材料抗菌技術(shù)，代表性產(chǎn)品與技術(shù)為agion公司的ag+或cu2+交換的沸石材料水漿溶液以及purafil公司ag+/cu2+涂層纖維絲復(fù)合濾材；②以精油為代表的天然植物提取物生物抗菌技術(shù)，代表性產(chǎn)品為freudenberg?filtration公司檸檬酸植物提取物浸漬的無紡布濾芯；③以有機(jī)胺、含氯氧化物為代表的有機(jī)系化合物技術(shù)；④以hepa濾材為代表的機(jī)械過濾技術(shù)；⑤紫外燈(uv)殺菌技術(shù)。

2、在現(xiàn)實應(yīng)用環(huán)境中，溫度濕度隨季節(jié)更替高低多變、極端潮濕環(huán)境，空氣流動速度較快和顆粒物(灰塵)不斷累積的條件下，天然提取物(如檸檬酸、多酚等)抗菌材料殺菌效率低，耐熱性較差，不能夠長期持久保持高效率，并且提取提純工藝相對復(fù)雜。

3、以ag+為代表材料具有最強殺菌能力，但微米級ag+復(fù)合材料(>1um)無法長時間保持高水平。ag用量較高(>0.5wt.％)不夠經(jīng)濟(jì)環(huán)保。殺菌漿料與纖維基底結(jié)合不夠緊密，在高風(fēng)速條件下易脫落。有機(jī)抗菌劑耐熱性較差、毒性大，可使病原微生物產(chǎn)生耐藥性。與纖維基底材料結(jié)合不夠均勻，影響高效率。以tio2為代表的無機(jī)殺菌材料通常需要紫外光激活才可以具備殺菌能力

4、鑒于此，提出本申請。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種抗菌過濾材料、抗菌過濾組合物及其制備方法和其在制備濾芯中的應(yīng)用，結(jié)合cu-ag雙金屬無機(jī)納米材料和蜂蜜原漿天然抗菌劑，所述的抗菌過濾材料具有優(yōu)異的抗菌性能和過濾性能。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、為實現(xiàn)上述目的，本申請的第一方面提供了一種抗菌過濾材料，其為負(fù)載cu納米粒子和ag納米粒子的二氧化鈦，所述抗菌過濾材料含有氧空位和ti3+活性位點。

4、作為本申請的實施方案，所述cu納米粒子、ag納米粒子、二氧化鈦的質(zhì)量比為(0.1～0.5)：(0.1～0.5)：(99～99.8)。

5、作為本申請的實施方案，所述氧空位占所述抗菌過濾材料的5～20％，優(yōu)選為8.5～20％，更優(yōu)選為10～20％。

6、作為本申請的實施方案，所述cu納米粒子的平均粒徑≤2nm；和/或

7、所述ag納米粒子的平均粒徑≤2nm。

8、作為本申請的實施方案，所述抗菌過濾材料的比表面積為50～200m2/g，平均粒徑為15～25nm。

9、本申請的第二方面提供了一種抗菌過濾材料的制備方法，包括以下步驟：

10、將二氧化鈦分散于溶劑中，銅鹽、銀鹽，攪拌均勻，干燥，在惰性氣體或還原性氣體下進(jìn)行熱處理，得到抗菌過濾材料。

11、作為，所述二氧化鈦的平均粒徑為15～25nm；和/或

12、所述二氧化鈦的比表面積為50～200m2/g。

13、作為本申請的實施方案，滿足如下(a)～(c)中的至少一項：

14、(a)所述銅鹽包括硝酸銅、硫酸銅、氯化銅、醋酸銅中的至少一種；

15、(b)所述銀鹽包括硝酸銀、硫酸銀、氯化銀、碳酸銀中的至少一種；

16、(c)所述溶劑包括水、丙酮、乙醇、甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亞砜、環(huán)丁砜、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、硝酸亞乙基酯、碳酸乙二酯、1,4-丁內(nèi)酯、二甲基乙酰胺中的至少一種。

17、作為本申請的實施方案，所述二氧化鈦、銅鹽、銀鹽的質(zhì)量比為(95～99.8)：(x1×y1/63.5)：(x2×y2/108)；

18、其中，x1＝(0.1～0.5)，y1為銅鹽的相對原子質(zhì)量；

19、x2＝(0.1～0.5)，y2為銀鹽的相對原子質(zhì)量。

20、作為本申請的實施方案，所述惰性氣體包括氮氣、氦氣中的至少一種，所述惰性氣體的流速為0.1～1m/s；和/或

21、所述還原性氣體包括氫氣與惰性氣體混合氣，所述氫氣和惰性氣體的體積比為(2～10)：(90～98)，所述還原性氣體的流速為0.1～1m/s。

22、作為本申請的實施方案，所述熱處理溫度為180～220℃，熱處理時間為1～5h。

23、本申請的第三方面提供了一種抗菌過濾組合物，包括以下重量份的組分：10～30份抗菌過濾材料、1～3份纖維素、5～20份蜂蜜原漿、2～10份聚丙烯酸、37～82份水；

24、所述抗菌過濾材料為上述所述的抗菌過濾材料。

25、本申請的第四方面提供了一種抗菌過濾組合物的制備方法，包括以下步驟：

26、將抗菌過濾材料分散于水中，加入纖維素、蜂蜜原漿、聚丙烯酸，攪拌均勻，得到抗菌過濾組合物。

27、本申請的第五方面提供了一種抗菌過濾組合物在制備濾芯中的應(yīng)用，所述濾芯包括空調(diào)濾芯、汽車濾芯、空氣濾芯或過濾器濾芯。

28、本申請的第六方面提供了一種濾芯，包括基底層和位于基底層至少一個表面的抗菌過濾層，所述抗菌過濾層采用上述所述的抗菌過濾組合物制備而成。

29、作為本申請的實施方案，所述基底層為微玻璃纖維棉。

30、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的抗菌過濾材料含有氧空位和ti3+活性位點，并負(fù)載了cu納米粒子和ag納米粒子，所述的氧空位缺陷和雙金屬之間具有協(xié)調(diào)效應(yīng)，氧空位的存在可以有效地持續(xù)地激活水分子和氧氣分子而產(chǎn)生自由基和活性氧物種，cu納米粒子和ag納米粒子，除了自身協(xié)調(diào)殺菌殺毒效應(yīng)外，還可以有利于電子轉(zhuǎn)移而激活氧分子產(chǎn)生活性氧物種。這樣在實際應(yīng)用條件下原位產(chǎn)生便可以源源不斷地起到高效抑菌殺毒作用，具有優(yōu)異的抗菌效果和過濾效果。天然蜂蜜原漿和纖維素不僅作為粘結(jié)劑固定cuag/tio2無機(jī)材料，而且自身也具有抗菌效率。

技術(shù)特征：

1.一種抗菌過濾材料，其特征在于，其為負(fù)載cu納米粒子和ag納米粒子的二氧化鈦，所述抗菌過濾材料含有氧空位和ti3+活性位點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌過濾材料，其特征在于，所述cu納米粒子、ag納米粒子、二氧化鈦的質(zhì)量比為(0.1～0.5)：(0.1～0.5)：(99～99.8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌過濾材料，其特征在于，所述氧空位占所述抗菌過濾材料的5～20％，優(yōu)選為8.5～20％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌過濾材料，其特征在于，所述cu納米粒子的平均粒徑≤2nm；和/或

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌過濾材料，其特征在于，所述抗菌過濾材料的比表面積為50～200m2/g，平均粒徑為15～25nm。

6.權(quán)利要求1～5任一所述的抗菌過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗菌過濾材料的制備方法，其特征在于，所述二氧化鈦的平均粒徑為15～25nm；和/或

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗菌過濾材料的制備方法，其特征在于，滿足如下(a)～(c)中的至少一項：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗菌過濾材料的制備方法，其特征在于，所述二氧化鈦、銅鹽、銀鹽的質(zhì)量比為(95～99.8)：(x1×y1/63.5)：(x2×y2/108)；

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗菌過濾材料的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體包括氮氣、氦氣中的至少一種，所述惰性氣體的流速為0.1～1m/s；和/或

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗菌過濾材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理溫度為180～220℃，熱處理時間為1～5h。

12.一種抗菌過濾組合物，其特征在于，包括以下重量份的組分：10～30份抗菌過濾材料、1～3份纖維素、5～20份蜂蜜原漿、2～10份聚丙烯酸、37～82份水；

13.權(quán)利要求12所述的抗菌過濾組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

14.權(quán)利要求12所述的抗菌過濾組合物在制備濾芯中的應(yīng)用，其特征在于，所述濾芯包括空調(diào)濾芯、汽車濾芯、空氣濾芯或過濾器濾芯。

15.一種濾芯，其特征在于，包括基底層和位于基底層至少一個表面的抗菌過濾層，所述抗菌過濾層采用權(quán)利要求12所述的抗菌過濾組合物制備而成。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的濾芯，其特征在于，所述基底層為微玻璃纖維棉。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗菌過濾材料、抗菌過濾組合物及其制備方法和其在制備濾芯中的應(yīng)用，屬于濾芯技術(shù)領(lǐng)域，所述的抗菌過濾材料，其為負(fù)載Cu納米粒子和Ag納米粒子的二氧化鈦，所述抗菌過濾材料含有氧空位和Ti3+活性位點。本發(fā)明所述的抗菌過濾材料含有氧空位和Ti3+活性位點，并負(fù)載了Cu納米粒子和Ag納米粒子，所述的氧空位缺陷和雙金屬之間具有協(xié)調(diào)效應(yīng)，氧空位的存在可以有效地持續(xù)地激活水分子和氧氣分子而產(chǎn)生自由基和活性氧物種，Cu納米粒子和Ag納米粒子，除了自身協(xié)調(diào)殺菌殺毒效應(yīng)外，還可以有利于電子轉(zhuǎn)移而激活氧分子產(chǎn)生活性氧物種。這樣在實際應(yīng)用條件下原位產(chǎn)生便可以源源不斷地起到高效抑菌殺毒作用，具有優(yōu)異的抗菌效果和過濾效果。

技術(shù)研發(fā)人員：張武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東莞市艾爾佳過濾器制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10