[发明专利]一种具有高杀菌率的镀银碳纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种具有高杀菌率的镀银碳纤维及其制备方法和应用。本发明通过对碳纤维进行气相氧化和化学敏化处理，然后将碳纤维在银氨溶液中浸泡同时有规律地给其施加一定大小的挤压力，再进行高温热处理最终制备出高杀菌率的镀银碳纤维。本发明解决了目前市面上生产镀银碳纤维能耗高，制备繁琐，纳米银颗粒大且聚团以及内外分布不均匀等问题，制备出内外具有均匀纳米银负载的碳纤维复合材料，大幅度提高了镀银碳纤维的杀菌率。所制备的镀银碳纤维应用广泛，适用于各类环境污染净化领域。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种具有高杀菌率的镀银碳纤维及其制备方法和应用。

背景技术

目前环境污染是世界上一直在致力解决的问题。从大方面来看，各种固废、气废和液废影响着我们生活的环境，各种恶劣灾害层出不穷，例如臭氧层的破坏引发的一系列问题；从小处来看，人们的身体健康也在被潜移默化地影响着，各种污染毒素经过生物圈的循环进入人的体内，根据污染地区的不同，空气中也或多或少的混有有毒气体，例如曾经的雾都伦敦，因为大量的有毒气体混在空气中，造成了大量的人员伤亡。然而治理环境污染问题无法一蹴而就，因此，如何降低环境污染对人们生活健康的影响就要提上日程。

目前对生产过程中产生的污染绝大多数都是采用的化学试剂处理，但这样很容易造成二次污染，并且成本投入巨大。除去在生产过程中的处理，人们生活中很少有对污染的应对措施，例如人们的生命之源——水。直到现在为止，城市二次供水和农村供水均存在各种污染物超标的问题，其中大肠杆菌的的含量超标尤为突出。可是针对饮用水的细菌超标没有行之有效的解决办法，都需要投入大量的成本，且效率低下，得到的结果也较差。因此需要一种有效，低成本，高效率的新型净水方法。

碳纤维因其良好的吸附性和低成本被广泛应用于净水领域。但其本身的杀菌效果有限，因此净化效果总是不尽如人意。为了提高碳纤维的的净化效率，各种对碳纤维的改造方法也应运而生，其中效果比较优越的是对碳纤维进行镀银。但目前的问题是在碳纤维上的纳米银直径偏大，往往需要其他的辅助手段，才能使杀菌效果达到需求。例如专利一种具有消毒杀菌装置的净水设备（CN201520189808.9），其在碳纤维的基础上还加入了紫外线灯，方才达到本发明的效果，同时还高能耗，不利于推广。

发明内容

针对现有技术的存在的生产镀银碳纤维能耗高，制备繁琐，纳米银颗粒大且聚团以及内外分布不均匀等问题，本发明提供一种具有高杀菌率的镀银碳纤维及其制备方法和应用，本发明所制备的镀银碳纤维杀菌率高，应用广泛，适用于各类环境污染净化领域。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高杀菌率的镀银碳纤维材料，所述镀银碳纤维材料的大肠杆菌抑菌率和溶壁微球菌抑菌率均达到99.99%。

优选地，所述镀银碳纤维材料中的纳米银颗粒的直径≤50nm.

一种高杀菌率的镀银碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳纤维放入马弗炉中进行气相氧化处理；

（2）制备SnC1₂和HCl的混合溶液，并将步骤（1）处理过的碳纤维放入混合溶液中进行恒温油浴敏化处理；

（3）将步骤（2）中恒温油浴敏化处理后的碳纤维进行清洗，并干燥；

（4）制备含有表面活性剂的银氨溶液和葡萄糖溶液；将步骤（3）所得的碳纤维和步骤（4）制备的葡萄糖溶液先后加入含有表面活性剂的银氨溶液中，浸渍并且定时挤压；

（5）将步骤（4）浸渍结束后碳纤维进行清洗，并真空干燥，然后再次进行热处理，得到具有高杀菌率的镀银碳纤维。

优选地，所述步骤（1）中气相氧化处理的处理温度为300℃~500℃；处理时间为1~2h，并且每隔0.5h鼓一次空气。