[发明专利]一种快速净化水的方法

说明书

本发明公开了一种快速净化水的方法，包括步骤为：S1、配制溶液；S2、制备银纳米线；S3、构筑过滤装置；S4、制备细菌悬浮液；S5、可见光辅助净水；本发明银纳米所形成交叉的网格结构，在可见光照射下，产生表面等离子体共振效应，利用这一现象我们能有效实现灭菌；石墨烯具有独特的光学、电学和机械性能、进一步增强等离子共振效应，实现了本发明快速、高效的净水目的。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种快速净化水的方法。

背景技术

目前，一维纳米结构已经广泛应用于电子学、能源、光子学等领域。受薄膜器件启发，大部分应用借助涂覆或直接生长此纳米结构于带有拓扑结构的平面基底表面。但是，利用金属或半导体纳米线构筑复杂的三维涂层已经被证实，比例超润湿性质的纳米线膜、碳纳米管处理的纺织物以及过滤器。与以往膜过滤净水方式不同，我们的方法不受细菌尺寸的限制，不需要施加高压力，依靠重力给水实现杀菌应用，同时具有比传统的过滤系统更快的过滤速度。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：提供一种高效、快速杀菌净水的方法。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：

一种快速净化水的方法，步骤如下：

S1、配制溶液：取一个烧杯，配制硝酸银乙二醇溶液，得到第一溶液；取另一个烧杯，配制包含三氯化铁的聚乙烯吡咯烷铜乙二醇溶液，得到第二溶液；

S2、制备银纳米线：将第二溶液加入第一溶液中进行混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液倒入高压反应釜中进行加热，冷却后得到银纳米线分散液；向银纳米线分散液中加入丙酮，再经过超声和离心处理，最后将银纳米线分散在乙醇中待用；

S3、构筑过滤装置：取过滤材料基底浸入到石墨烯水分散液中，搅动后静置，直至石墨烯片层包覆在过滤材料基底表面，然后用大量水冲洗除去表面活性剂和多余的石墨烯片层；利用滴管将步骤S2中的银纳米线分散液滴加在覆盖了石墨烯片层的过滤材料基底表面，然后放置于电热板上进行加热干燥，再用水冲洗得到过滤材料；取玻璃漏斗，将过滤材料塞入到玻璃漏斗下方内部形成过滤装置；

S4、制备细菌悬浮液：用接种环挑取保存于试管斜面的细菌单菌落接种至LB培养液，震荡培养过夜；然后将培养过夜的细菌培养液离心去除上清液，用无菌水将菌体重新悬浮并调至OD₆₀₀＝0.8～1.2的细菌悬浮液；

S5、可见光辅助净水：将整个过滤装置置于白色LED灯下，取细菌悬浮液在重力作用下流经过滤装置，得到滤液；将滤液进行稀释，取10～100μL稀释后的滤液涂覆于含有LB营养素和细菌附着位点的琼脂板上，然后于恒温箱中孵化；每个存活细菌都会产生一个肉眼可见的菌群，直接记录菌群数目。

进一步，所述的步骤S1中在一个烧杯中配制10～50mL浓度为0.05～0.2M的硝酸银乙二醇溶液；在另一个烧杯中配制10～50mL包含浓度5～300μM三氯化铁的聚乙烯吡咯烷铜乙二醇溶液，聚乙烯吡咯烷铜的浓度为0.05～0.5M；所述的聚乙烯吡咯烷铜与硝酸银的摩尔比为1:1或3:2或2:1或5:2。

进一步，所述的步骤S2中，在转速为500～700rpm的磁力搅拌条件下，利用注射器并以流速为0.5～2mL/min将第二溶液加入第一溶液中，然后将混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在100～200℃烘箱中加热0.5～2.5小时。

进一步，所述的步骤S3中，取0.1～0.5g过滤材料基底浸入到1～10wt％的石墨烯水分散液中，搅动后静置5～10min；所述的电热板上温度控制在70～90℃，加热干燥10～30min；所述的玻璃漏斗的下端内径为2～8mm；所述的塞入到玻璃漏斗中的过滤材料的长度为1～5cm。

进一步，所述的步骤S3中，所述的过滤材料基底为脱脂棉、滤纸、聚四氟乙烯滤膜或聚碳酸酯滤膜中的一种。