[发明专利]具有杀菌功能的过滤材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有杀菌功能的过滤材料，包括多孔的过滤基体以及依次设于所述过滤基体的孔隙表面的杀菌层和防止所述杀菌层脱落的固定层；所述杀菌层包括银颗粒；所述固定层包括壳聚糖；所述固定层具有多孔结构。此处的孔隙表面，不仅包括过滤基体内部孔隙的表面，还包括外表面。本发明的具有杀菌功能的过滤材料的结构简单且稳定，材料易获取，兼具优异的过滤性能、杀菌性能和使用寿命，不受特殊环境及地理条件的限制，可以有效解决现有的分散式杀菌净水器存在的杀菌率低、净水速度慢且使用寿命短等问题。

技术领域

本发明涉及非集中式杀菌净水技术领域，具体而言，涉及一种具有杀菌功能的过滤材料及其制备方法。

背景技术

传统的杀菌净水技术是利用加入氯等强氧化剂对水体进行大规模杀菌处理，但是研究表明，这种方法在杀菌过程中容易产生致癌物，而且这种大规模水处理技术无法应用于一些在偏远地区及特殊条件下的应急供水中。分散式杀菌净水技术，也称非集中式杀菌净水，是一种应用于偏远乡村地区或紧急情况下应急供水的杀菌技术，分散式杀菌净水技术的核心是净水器，然而现有的分散式杀菌净水器存在杀菌率低、净水速度慢且使用寿命短等缺点，因此难以达到特殊环境及地理条件下杀菌净水的高要求，使得分散式杀菌净水技术的发展受限。

发明内容

本发明的主要目的在于提供具有杀菌功能的过滤材料及其制备方法，以解决现有技术中的分散式杀菌净水器存在的杀菌效率低、使用寿命短的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种具有杀菌功能的过滤材料。该具有杀菌功能的过滤材料包括多孔的过滤基体以及依次设于所述过滤基体的孔隙表面的杀菌层和防止所述杀菌层脱落的固定层；所述杀菌层包括银颗粒；所述固定层包括壳聚糖；所述固定层具有多孔结构。此处的孔隙表面，不仅包括过滤基体内部孔隙的表面，还包括外表面。

使用时，将本发明的具有杀菌功能的过滤材料过滤待处理的液体，滤出水即为杀菌和过滤后的水体。该具有杀菌功能的过滤材料具有以下优点：1)银颗粒具有很高的杀菌性能，且固定层本身也具有一定的杀菌性能，固定层与杀菌层协同作用，进一步提升杀菌效率；2)在现有的过滤材料上即可负载杀菌层，使过滤材料兼具过滤和杀菌性能，同时对水体进行过滤和杀菌，显著提升净水效率；3)过滤材料具有较高的比表面积，可以负载更多的银颗粒到孔隙表面，进一步提升杀菌效率；4)由于壳聚糖的分子链上存在大量均匀分布的氨基，氨基可以和银颗粒紧密结合，因此由该壳聚糖构成的固定层可以防止杀菌层脱落，延长使用寿命；5)固定层具有多孔状，使得银颗粒与液体接触杀菌的同时也防止形成阻碍过滤的闭孔；6)固定层还可以提升过滤材料的机械强度，进一步延长使用寿命；7)在过滤基体的孔隙表面负载杀菌层和固定层可以减小过滤基体的孔径，提升其过滤精度。综上，本发明的具有杀菌功能的过滤材料的结构简单且稳定，材料易获取，兼具优异的过滤性能、杀菌性能和使用寿命，不受特殊环境及地理条件的限制，可以有效解决现有的分散式杀菌净水器存在的杀菌率低、净水速度慢且使用寿命短等问题。

进一步地，所述银颗粒的粒度为10-50nm；当银颗粒的粒度低于上述数值范围时，会因表面能过大而产生团聚现象，降低银颗粒的使用率，当银颗粒的粒度高于上述数值范围时，容易发生脱落现象，影响使用寿命。所述银颗粒的负载量为10-14mg/g；当银颗粒的负载量低于上述数值范围时，会导致过滤基体的孔隙不能被有效的覆盖，杀菌效率低。当银颗粒的负载量高于上述数值范围时，不仅造成内层银颗粒的浪费，而且可能在过滤基体的局部造成闭孔，阻碍过滤。