[发明专利]一种基于银纳米粒子和毛竹半纤维素的陶粒的生产方法

说明书

本发明公开了一种基于银纳米粒子和毛竹半纤维素的陶粒的生产方法，其生产过程包括以下几个步骤：1)银纳米粒子/毛竹半纤维素溶液的配置；2)陶瓷泥料的配置；3）陶瓷造粒处理；4）陶瓷颗粒的烧制；5）得到银纳米粒子/毛竹半纤维素的陶粒。本发明所述的银纳米粒子/毛竹半纤维素陶瓷颗粒生产工艺简单、成本低廉，提高了银纳米粒子在陶瓷颗粒中稳定性，使得银纳米粒子/毛竹半纤维素的陶粒得以持久地具有高效的抑菌和杀菌功效。

技术领域

本发明涉及陶粒的生产方法，具体涉及一种基于银纳米粒子和毛竹半纤维素的陶粒的生产方法。

背景技术

据统计，全世界每年超过180万人死于不安全的饮用水和水污染有关的疾病，约7.8亿人缺乏健康清洁的饮用水。传统的处理水资源技术包括膜过滤、高温消毒和太阳光消毒等，但由于高成本和地域要求等问题，使得此类技术缺乏实用性。现在自来水消毒大都采用氯化法，虽然能暂时去除大量细菌，但在后续输送、贮存过程中又会导致病菌的滋生，人们在洗涤蔬菜水果时将病菌带入体内，对人类健康造成了极大的威胁。因此，能有效去除水中致病菌和满足用户需求的净水器成为当前关注的焦点。

与普通金属银相比，银纳米粒子具有更强的杀菌性能，被认为是一种有效的净化饮用水的技术。银纳米粒子不仅可以有效杀死水中的细菌、病毒和原生动物,并且能够保持水质较好的色度和气味。将多孔陶瓷用来作为银纳米粒子的载体，其特有较大的比表面积提供银纳米粒子的分散度，使得银纳米粒子与水中病原微生物充分接触，进而可以保证净化效果。在目前的公开的专利中，银纳米粒子负载陶瓷的过程是多步反应形成的，例如公开号为CN102060561A的“一种硅藻土基多孔AgO陶瓷材料的制备方法”和公开号为CN104591779A的“一种陷入纳米银颗粒的多孔陶瓷片及其制备方法与应用”应用了化学还原法或者紫外照射等方法，这些方法过程中容易造成二次污染、银粒子的流失和净化效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术中的不足之处，提供一种操作灵活方便、成本低廉、净化效果好的银纳米粒子/毛竹半纤维素的陶瓷颗粒。

本发明还要解决的技术问题是提供上述基于银纳米粒子/毛竹半纤维素的纳米陶瓷颗粒的生产方法。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于银纳米粒子和毛竹半纤维素的陶粒的生产方法，具体制备工艺包括以下步骤：

S1.银纳米粒子/毛竹半纤维素溶液的配置

分别取10 mL摩尔浓度为1×10−3～7×10−3 mmol/mL的硝酸银溶液和质量浓度为1.0～5.0 mg/mL的葡萄糖溶液混合，加入质量浓度为0.5～6.0 mg/mL的和10 mL的超纯水，使总体积为20 mL，然后在微波辐射下制得银纳米粒子溶液；所述的微波辐射时间为50～140s，微波功率固定在400 W，所制得的银纳米粒子的平均粒径为8～15 nm；

S2.陶瓷泥料的配置

将陶瓷土加入到S1中所述的银纳米粒子/毛竹半纤维素溶液中，进行混合搅拌，得到的混合浆料，在50 ℃温度下，进行超声波振动混合 60 min，得到银纳米粒子/毛竹半纤维素陶瓷泥混合浆料；

S3.陶瓷造粒处理

采用造粒机设备将S2中得到的无气泡混合均匀的银纳米粒子/毛竹半纤维素陶瓷泥混合浆料制成粒径3～5 mm的球状结构的陶瓷颗粒胚体，将上述陶瓷颗粒胚体在50 ℃温度下干燥12 h；

S4.陶瓷颗粒的烧制

将S3得到的球状结构的陶瓷颗粒胚体在氮气的保护下，以8 ℃/min的速度进行加热升温，待温度达到1250 ℃时，冷却至室温，得到银纳米陶瓷颗粒。

S1中所述银纳米粒子/毛竹半纤维溶液中银纳米粒子浓度为100～700 ppm。