[发明专利]一种具有多层结构的抑菌炭膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有多层结构的抑菌炭膜及其制备方法，通过将已成型的炭膜在复合抑菌水溶胶中浸泡、取出、焙烧反应等工艺流程，有效的将抑菌材料固载于炭膜内外表面，从外到内形成一个抑菌炭层、常规炭层、抑菌炭层的多层炭膜结构。该方法制备抑菌炭膜具有生产高效、快速、低成本、尺寸形貌广谱等诸多优点。具有多层结构的抑菌炭膜在能高效滤除余氯、有机物、重金属等微污染的基础上，能持久、有效地抑制微生物的繁殖，避免炭膜发臭、堵塞等问题产生，可广泛应用于各类水净化装置及水处理工程设备中，更好的保护后面膜过滤中所使用的滤膜不被细菌腐蚀、破坏，从而延长使用寿命，减少过滤膜的更换次数，有效降低使用成本。

技术领域

本发明属于水净化领域，具体涉及一种具有多层结构的抑菌炭膜及其制备方法。

背景技术

因环境污染的严重，随着生活水平的提高，生活饮用水健康与安全越来越受人们关注与重视，我国净水行业迅速发展，拥有潜在千亿级的市场规模，各类净水产品随之孕育而生。

基于活性炭制备而成的炭膜是家用净水产品中的核心元件，其功能在于(1)去除水中余氯；(2)吸附水中有机物、重金属等微污染物；(3)过滤固体颗粒物降低水体浊度；(4)脱色去味、改善水体口感。然而，炭膜因过滤吸附能力强，常容易滋生细菌，从而造成炭膜发臭、表面生长粘膜而堵塞等问题。

整体上说，炭膜受到微生物攻击是从外内两个表面开始的。特别地，炭膜中的活性炭因具有复杂的多孔结构，事实上，凡是水能够进入的孔结构都会被细菌攻击从而导致发臭和生长粘膜的情况。当前已有厂商通过向炭膜中添加抗菌剂的方式来制备抑菌炭膜，然而这种方法存在因抑菌材料不能有效分散于炭膜内而造成抑菌功效弱、不能有效解决发臭等问题，同时其存在生产成本高、工艺复杂、不能适用多种尺寸形貌等问题。

为此，本专利发明了一种新型方法制备具有多层抑菌结构的炭膜，通过将已成型的炭膜在复合抑菌水溶胶中浸泡、取出、焙烧反应等工艺流程，有效的将抑菌材料固载于炭膜内外表面，从而形成内外两层炭膜抑菌层，从而有效解决炭膜易滋生细菌、易发臭、易堵塞等问题，该方法具有生产高效、快速、低成本、尺寸形貌广谱等诸多优点。

发明内容

针对现有技术存在的问题与不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有多层结构的抑菌炭膜及其制备方法，制备好的成品滤芯在实现物理过滤的同时，能够起到较好的抑菌效果。

为实现上述的目的，本发明技术采用的技术方案是，一种具有多层结构的抑菌炭膜及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，将一定浓度的抗菌抑菌材料即抑菌剂、偶联剂与水混合，搅拌均匀，配制成复合抑菌水溶液；

第二步，将不同形状规格的利用烧结法制备的常规中空炭膜置入复合抑菌水溶液中在一定的温度下浸泡一段时间；

第三步，将浸泡后的炭膜取出晾干后，在一定温度下焙烧一定时间制得具有多层结构的抑菌炭膜。

其中，所述抗菌剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、银系抗菌剂、胍系抗菌剂及铵盐抗菌剂等；

所述偶联剂包括3-(巯基丙基)三甲氧基硅烷、双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物、3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷、3-(氨基丙基)三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、(3-三甲氧基甲硅烷基)二亚乙基三胺、正丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基氨基异丁基三甲氧基硅烷、N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基)胺、双(三甲氧基甲硅烷基)胺、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4，5-二氢咪唑、脲丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、异氰基酸酯、甲苯二异氰酸酯以及六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。