申请日2018.07.19
公开(公告)日2018.12.04
IPC分类号A01N59/20; A01N59/16; A01N59/06; A01P1/00; A01P3/00; C02F1/50; C02F103/42
摘要
一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料包括载体和活性组分,其活性组分的质量百分含量为0.4%～6%，其余为氧化铝小球载体，其比表面积100‑300m2/g。本发明制备的负载型抗菌材料具有长效、无毒、无刺激性的优点。
权利要求书
1.一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料，其特征在于包括载体和活性组分,其活性组分的质量百分含量为0.4%～6%，其余为载体。
2.如权利要求1所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料，其特征在于所述载体为氧化铝小球，其比表面积100-300m2/g。
3.如权利要求1所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料，其特征在于所述活性组分为钛、锌、镁、银、钙、铜的氧化物混合物，其金属离子摩尔比为钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜=0.1～5︰0.5～5︰0.1～2︰1～5︰0.1～2︰0.1～1。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在30～60℃下用0.1～0.5mol/L硫酸将氧化铝小球浸泡2～3小时，然后用去离子水洗去酸根，在90～120℃烘干，得到氧化铝载体;
(2)将钛、锌、镁、银、钙、铜的水溶性盐，按照比例钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜0.1～5︰0.5～5︰0.1～2︰1～5：0.1～2︰0.1～1称量;
(3)将钛、锌、镁、钙和铜的水溶性盐配成混合水溶液，混合溶液浓度为5wt%～20wt%，加入载体质量1%-3%的阳离子表面活性剂1227溶液，在30～50℃下将备用载体在0.08～0.1MPa条件下浸泡0.5～24小时，然后滤去多余溶液，加入氢氧化钾t 碳酸钠混合溶液，控制体系pH=9～10,30～100℃下反应0.5～4小时，30～60℃下陈化12～36小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在120～150℃干燥至恒重，得到负载钛、锌、镁、钙和铜盐的氧化铝;
(4)将称好的可溶性银盐配成5wt%-15wt%溶液，在30～50℃下，将负载钛、锌、镁、钙和铜盐的氧化铝在0.08～0.1MPa条件下浸泡0.5～24小时，加入碳酸钠溶液，控制体系pH=9-10,30～100℃下反应0.5～4小时，30～60℃下陈化12～36小时，滤去多余溶液，再次用去离子水洗至中性，在120～150℃干燥至恒重后，在200～400℃煅烧1～10小时，升温至500～600℃煅烧1～4小时，迅速降温至20～30℃，得到负载型抗菌材料。
5.如权利要求4所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，钛、锌、镁、钙、铜的水溶性盐为硫酸盐，氯化物或硝酸盐，银的水溶性盐为硝酸盐。
6.如权利要求4所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，氢氧化钾、碳酸钠混合溶液浓度为5wt%～20wt%，其中氢氧化钾:碳酸钠重量比为1︰1～3。
7.如权利要求4所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中，碳酸钠溶液浓度为5wt%～20wt%。
8.如权利要求1-3任一项所述的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料的应用，其特征在于包括如下步骤：
将负载型抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的1-10‰。
说明书
一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料及制法和应用
技术领域
本发明属于一种负载型抗菌材料制备技术领域，具体涉及一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料及制备方法和应用。
背景技术
随着人们健康意识的增强，游泳作为健身的良好方法，去泳池锻炼的人越来越多，从而游泳场水质问题成为社会关注的重大公共卫生问题，为控制游泳池水中细菌及藻类生长速度，维持杀菌灭藻效果，必须保障消毒剂用量，但是消毒剂的增加，会增加水体及环境中的刺激性，造成泳池环境变差，对人体健康也会带来一定的危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述问题，提供一种用于游泳场水处理的长效、无毒、无刺激性的负载型抗菌材料及制备方法和应用。
本发明提供的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料包括载体和活性组分,其活性组分的质量百分含量为0.4%～6%，其余为载体。
如上所述的载体为氧化铝小球，其比表面积100-300m2/g。
如上所述活性组分为钛、锌、镁、银、铜的氧化物及碳酸钙混合物，其金属离子摩尔比为钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜=0.1～5︰0.5～5︰0.1～2︰1～5︰0.1～2︰0.1～1。
本发明提供的一种用于游泳场水处理的负载型抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在30～60℃下用0.1～0.5mol/L硫酸将氧化铝小球浸泡2～3小时，然后用去离子水洗去酸根，在90～120℃烘干，得到氧化铝载体;
(2)将钛、锌、镁、银、钙、铜的水溶性盐，按照比例钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜0.1～5︰0.5～5︰0.1～2︰1～5：0.1～2︰0.1～1称量;
(3)将钛、锌、镁、钙和铜的水溶性盐配成混合水溶液，混合溶液浓度为5wt%～20wt%，加入载体质量1%-3%的阳离子表面活性剂1227溶液，在30～50℃下将备用载体在0.08～0.1MPa条件下浸泡0.5～24小时，然后滤去多余溶液，加入氢氧化钾碳酸钠混合溶液，控制体系pH=9～10,30～100℃下反应0.5～4小时，30～60℃下陈化12～36小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在120～150℃干燥至恒重，得到负载钛、锌、镁、钙和铜盐的氧化铝;
(4)将称好的可溶性银盐配成5wt%-15wt%溶液，在30～50℃下，将负载钛、锌、镁、钙和铜盐的氧化铝在0.08～0.1MPa条件下浸泡0.5～24小时，加入碳酸钠溶液，控制体系pH=9-10,30～100℃下反应0.5～4小时，30～60℃下陈化12～36小时，滤去多余溶液，再次用去离子水洗至中性，在120～150℃干燥至恒重后，在200～400℃煅烧1～8小时，升温至500～600℃煅烧1～4小时，迅速降温至20～30℃，得到负载型抗菌材料。
如上所述步骤(2)中，钛、锌、镁、钙、铜的水溶性盐为硫酸盐，氯化物或硝酸盐，银的水溶性盐为硝酸盐。
如上所述步骤(2)中，氢氧化钾、碳酸钠混合溶液浓度为5wt%～20wt%，其中氢氧化钾:碳酸钠重量比为1︰1～3。
如上所述步骤(3)中，碳酸钠溶液浓度为5wt%～20wt%。
本发明负载型抗菌材料在处理游泳池水的处理方法如下：
将负载型抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的1-10‰，水循环速度、温度、按照泳池正常处理运转条件。负载型抗菌材料使用寿命1-3年。
本发明与现有技术相比具有以下优势：
利用本发明的抗菌材料，可以将游泳池中的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念球菌高效杀灭，细菌总数小于100个/ml,优于国家标准。且该抗菌材料具有用量少、无毒、无刺激、长效、广谱、可再生重复使用的特点。
本抗菌材料具有用量少，无毒、长效、广谱抗菌，材料再生后可重复使用的特点。采用在活性氧化铝载体表面附着高效复合抗菌材料。
具体实施方式
实施例1：
步骤一：载体预处理
在30℃温度下用0.1mol/L盐酸溶液将比表面积为100m2/g的氧化铝小球浸泡0.5小时，
然后用去离子水洗去酸根，在120℃干燥后备用。
步骤二：活性成分负载
按照摩尔比钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜=5︰5︰0.1︰1︰2︰1的硫酸盐(银为硝酸盐)称量，将硝酸银除外的其它盐配成混合溶液,混合溶液浓度为5wt%，在30℃下将备用载体在0.08MPa下浸泡0.5小时，滤去多余溶液，加入氢氧化钾和碳酸钠按摩尔比1︰1组成的混合溶液,其浓度为5wt%,控制溶液pH=10，30℃下反应0.5小时， 60℃下陈化12小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在120℃干燥至恒重;再将硝酸银按照上述比例称量配成5wt%溶液、在40℃下将负载钛、锌、镁、钙和铜盐的氧化铝在0.08MPa下浸泡0.5小时，加入15wt%碳酸钠溶液,控制体系pH=10,40℃下反应1小时，60℃下陈化8小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在120℃干燥至恒重，在200℃煅烧10小时，升温至600℃煅烧1小时，迅速降温，0.5小时降至30℃，制成负载钛、锌、镁、银、铜复合氧化物及碳酸钙的成品抗菌材料，活性组分的负载量为0.4wt%，其中TiO2 0.12 wt %，ZnO 0.13 wt %,MgO 0.01 wt %，Ag2O 0.04 wt%，CaCO3 0.07 wt %，CuO 0.03 wt %，其余为氧化铝。
将步骤二制备的抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的1‰,运行后,处理装置进口处细菌总数2000个/ml,出口处细菌总数95个/mL，优于国家标准。
实施例2
步骤一：载体预处理
在60℃温度下用0.5mol/L硫酸溶液将比表面积为300m2/g的浸泡2小时，然后用去离子水洗去酸根，然后用去离子水洗去氢氧根，在150℃干燥后备用。
步骤二：活性成分负载
按照摩尔比例钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜=0.1︰0.5︰2︰5︰0.1︰0.1水溶性氯化物(银为硝酸盐)称量，将硝酸银除外的其它盐配成混合溶液,混合溶液浓度为20wt%，在90℃下将备用载体在0.1MPa条件下浸泡24小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰3组成的混合溶液,其浓度为20wt%， 在100℃下反应2小时， 60℃下陈化36小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在150℃干燥至恒重;再将硝酸银按照上述比例称量配成20%溶液、在90℃下将备用载体在0.1MPa条件下浸泡24小时，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰3组成的混合溶液,其浓度为20wt%,在100℃下反应2小时， 60℃下陈化36小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在150℃干燥至恒重，在400℃煅烧7小时,升温至500℃煅烧4小时，迅速降温，0.5小时降至20℃，制成负载钛、锌、镁、银、铜复合氧化物及碳酸钙的成品抗菌材料，活性组分的负载量为6 wt %,其中TiO2 0.04wt%，ZnO 0.18wt%,MgO 0.54wt%，Ag2O 5.17wt %，CaCO3 0.04 wt %，CuO 0.03 wt %，其余为氧化铝。
将步骤二制备的抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的10‰,运行后, 处理装置进口处细菌总数2000个/ml,出口处细菌总数60个/mL，优于国家标准。
实施例3
步骤一：载体预处理
在60℃温度下用0.5mol/L盐酸溶液将比表面积为250m2/g的氧化铝小球浸泡2小时，然后用去离子水洗去酸根，在150℃干燥后备用。
步骤二：活性成分负载
按照摩尔比例钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜=3︰3︰1︰3︰1︰0.5水溶性氯化物(银为硝酸盐)称量，将硝酸银除外的其它氯化物配成混合溶液,混合溶液浓度为15wt%，在40℃下将备用载体在0.09MPa条件下浸泡20小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰2组成的混合溶液,控制溶液pH值为10，浓度为10wt%， 40℃下反应2小时，50℃下陈化20小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在140℃干燥至恒重;再将硝酸银按照上述比例称量配成15%溶液，在40℃下将备用载体在0.09MPa条件下浸泡20小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰2组成的混合溶液, 控制溶液pH值为10，浓度为10wt%， 40℃下反应2小时，50℃下陈化20小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在130℃干燥至恒重，在300℃煅烧9小时，升温至550℃煅烧2小时，迅速降温，0.5小时降至25℃，制成氧化铝小球负载钛、锌、镁、银、铜复合氧化物及碳酸钙的成品抗菌材料，活性组分的负载量为3wt%,其中TiO2 0.70 wt%，ZnO 0.71 wt%,MgO 0.17wt%，Ag2O 1.01wt%，CaCO3 0.29 wt%，CuO 0.11 wt%，其余为氧化铝。
将步骤二制备的抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的5‰,运行后, 处理装置进口处细菌总数2000个/ml,出口处细菌总数80个/mL，优于国家标准。
实施例4
步骤一：载体预处理
在40℃温度下用0.3mol/L硫酸溶液比表面积为150m2/g的氧化铝小球浸泡1小时，用去离子水洗去氢氧根，在130℃干燥后备用。
步骤二：活性成分负载
将钛、锌、镁、银、钙、铜水溶性氯化盐(银为硝酸盐)，按照摩尔比例钛︰锌︰镁︰银︰钙︰铜=2︰4︰0.5︰2︰0.8︰0.3称量，将硝酸银除外的其它盐配成混合溶液,混合溶液浓度为10wt%，在40℃下将备用载体在0.1MPa条件下浸泡20小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰2组成的混合溶液,控制溶液pH值为10，浓度为10wt%， 40℃下反应2小时，50℃下陈化20小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在140℃干燥至恒重;再将硝酸银按照上述比例称量配成10%溶液，在40℃下将备用载体在0.1MPa条件下浸泡20小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰2组成的混合溶液,控制体系pH值为10，浓度为10wt%， 40℃下反应2小时，50℃下陈化20小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在140℃干燥至恒重，在350℃煅烧10小时，升温至500℃煅烧3小时，迅速降温，0.5小时降至30℃，制成氧化铝小球负载钛、锌、镁、银、铜复合氧化物及碳酸钙的成品抗菌材料，活性组分的负载量为1wt%,其中TiO2 0.19 wt%，ZnO 0.38 wt%,MgO 0.04 wt%，Ag2O 0.27 wt%，CaCO3 0.09 wt%，CuO 0.03 wt%，其余为氧化铝。
将步骤二制备的抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的7‰,运行后, 处理装置进口处细菌总数2000个/ml,出口处细菌总数70个/mL，优于国家标准。
实施例5
步骤一：载体预处理
在50℃温度下用0.2mol/L硫酸溶液比表面积为200m2/g的氧化铝小球浸泡1.5小时，用去离子水洗去氢氧根，在150℃干燥后备用。
步骤二：活性成分负载
将钛、锌、镁、银、钙、铜水溶性硝酸盐按照摩尔比0.8︰2︰2︰4︰0.3︰1比例称量，将硝酸银除外的其它盐配成混合溶液,混合溶液浓度为6wt%，50℃下将备用载体在0.09MPa条件下浸泡10小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰1组成的混合溶液,控制溶液pH为9，浓度为6wt%，50℃下反应4小时，60℃下陈化30小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在150℃干燥至恒重;再将硝酸银按照上述比例称量配成6%溶液，50℃下将备用载体在0.09MPa条件下浸泡10小时，滤去多余溶液，加入过量氢氧化钾和碳酸钠按1︰1组成的混合溶液,控制体系pH值为9，浓度为6wt%，50℃下反应4小时，60℃下陈化30小时，滤去多余溶液，然后用去离子水洗至中性，在150℃干燥至恒重，在250℃煅烧8小时，升温至500℃煅烧4小时，迅速降温，0.5小时降至20℃，制成氧化铝小球负载钛、锌、铁、铈、钯、铝复合氧化物及碳酸钙的成品抗菌材料，活性组分的负载量为5wt%,其中TiO2 0.35 wt%，ZnO 0.88wt%,MgO 0.65 wt%，Ag2O 2.52 wt%，CaCO30.16 wt%，CuO 0.43 wt%，其余为氧化铝。
将步骤二制备的抗菌材料加入泳池循环水处理装置中，加入量为泳池水重量的2‰,运行后, 处理装置进口处细菌总数2000个/ml,出口处细菌总数85个/mL，优于国家标准。