[发明专利]一种具有抗菌功能的气体净化膜的制备方法

说明书

技术领域  

本发明属于膜的制备与改性领域，特别涉及一种多孔膜表面生长晶体方法，具体涉及采用溶液生长的方法实现氧化锌在多孔膜表面生长。

背景技术  

空气净化目前主要有下面几种方法。

（1）化学分解，主要工作原理是离子器臭氧发生器，其价格低廉，功能多于清新剂，能增加空气中负离子数量和降低空气中固态尘埃，有杀菌作用但对分解甲醛等有害气体作用不大。臭氧发生器产生大量高浓度臭氧，在杀灭一些病毒细菌的同时也可能杀灭人体白细胞，有导致癌变的可能。

（2）吸附、挥发是以中草药为介质的净化器，价格低廉，有一定的抑菌功能，但中草药在固态下基本起不到净化作用，净化器使用中草药成分只是微量的，达到饱和后不但不能杀菌而且容易成为细菌的繁衍体，换下的滤芯涉及无害处理的困难。

（3） 吸附，活性炭过滤器，在短时间内能吸附一定的细菌和尘土及有害气体，价格低廉， 能过滤一定的细菌和尘土有吸附功能，但无选择吸附，对水的吸附率为45%，一般一个月后就能达到饱和状态需更换。无法再生利用。达到饱和后不但不能杀菌而且容易成为细菌的繁衍体。换下的滤芯也涉及无害处理的困难。

（4）多层过滤，主要为复合式净化器，过滤效果较好，能明显降低空气中固态尘埃，但价格较高，且其过滤装置使用一段时间后就要求更换，无法再生，对有害气体基本无作用。耗材多，使用成本高。换下的滤芯涉及无害处理的困难。

（5）催化、分解主要是光触媒净化器，能分解部分有害气体，价格相对较低，但目前光触媒尚处于试验阶段技术尚未成熟，光触媒必须依靠太阳光中紫外线的照射才能产生作用，使用紫外线灯容易损坏，更换频繁，同时紫外线对人体、塑料有伤害。

（6）过滤吸附。主要用疏水晶态二氧化硅分子筛为过滤介质。效果明显。能彻底清除苯，二甲苯、三氯甲烷等多种有害气体，对水及空气不吸附，能有效吸附多种有害气体，吸附量大，一次再生可使用一年半。过滤材料可使用简单方法脱附再生使用，不会产生新的污染源，材料寿命长达十年因而维持费用极低，对降低空气中的固态尘埃作用不大，较其它产品一次性产品成本高。

无机膜分离，净化技术是近年来发展迅速的新技术，利用无机微滤膜，可过滤液体，气体中的细菌，悬浮微粒等污染物。微滤过程中截留的细菌等污染物会附着在膜表面甚至膜孔内，浓度远大于水体，气体中的浓度，更容易滋生繁殖，这些膜表面和孔道内的细菌的繁殖，将堵塞膜孔通道，使膜过滤的阻力增加，过滤通量迅速下降，是膜污染和堵塞的重要原因之一。超细氧化锌粉具有良好的抗菌，抑菌作用，如果在无菌膜表面附着一层氧化锌膜，将能有效减少截留细菌在膜表面的附着和繁殖，有利于提高无机膜的使用寿命，减少膜的污染和堵塞。

 纳米氧化锌具有杀菌抑制细菌生长和除尘的作用。目前来说，ZnO纳米阵列的晶种制备方法主要有浸泡法，不涂晶种直接生长法，表面镀锌法，溶胶凝胶法等，这些方法不能保证在多孔膜的表面均匀的涂上一层厚度颗粒大小均匀单一的氧化锌晶种，所以生长之后的阵列杂乱无章或者大小不一致。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容   

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有抗菌功能的气体净化膜的制备方法，该方法采用溶液生长的方式，使得纳米氧化锌能够牢牢的生长的在多空膜的表面，使得纳米氧化锌的杀菌除尘效用与多孔膜的过滤效用紧密结合起来，制得的膜可以运用于更广泛的领域。且与其他的纳米阵列生长方法相比，有操作简单，温和的操作条件，无添加剂、低能耗，环保，无污染等优点，是一种极具前景的生产膜方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种具有抗菌功能的气体净化膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）使用原子沉积仪在多孔膜的表面均匀的沉积一层纳米级氧化锌薄膜； 

（2）将步骤（1）中处理过的薄膜快速热退火处理；

（3）在水热釜中配制六次甲基四胺与硝酸锌的混合溶液作为生长溶液，将步骤（2）中的多孔膜放置在生长溶液中；

（4）将水热釜放在烘箱中加热浸置生长，冷却后水洗烘干，即得表面生长了纳米氧化锌阵列的具有抗菌功能的气体净化膜。

本发明采用原子层沉积种晶法能够通过循环的次数控制晶种的大小，并且能够使得晶种能够均匀的分布在多孔膜的表面以及孔道内，有利于生长氧化锌晶体时控制其直径和长度，以便于这种多孔膜能够保持好其原有的透气通量，并且使用溶液二次生长，又能控制其生长的直径和长度，还能再次控制其直径和长度。