[发明专利]无残留硅藻土杀菌材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无残留硅藻土杀菌材料的制备方法及其应用，属于水处理和环保技术领域，主要用于饮用水、工业循环水、水产养殖水的无残留杀菌与净化。 

背景技术

随着人们对地下水资源保护和生态环境的重视，特别是《斯德哥尔摩国际公约》履行之后，全球对持续污染的有机物影响越来越关注。其中，大量使用化学杀菌剂产生的残留污染及对生态环境的影响受到空前的重视。 

据不完全统计，全球每天消耗化学杀菌剂约10万吨，多数为一次性使用的溶水性化学杀菌剂，品种多达100余种，常用的如季铵盐、二氧化氯等，用量最大是油田的回注水杀菌、饮用水、污水处理、游泳池等。除外，其它工业循环水的杀菌模式也是如此，多采用直接投加的方式，用后，即任意将含残留杀菌剂的污水直接排放，使地表水和江河、湖泊受到严重污染。 

众所周知，硅藻土是一个吸附效应很强的材料，常被用于水及污水的过滤与净化，以及液体产品的脱色。但是，硅藻土本身并不具备杀菌作用。 

经采用“硅藻土”作关键词在中国知识产权网上搜索检索，查到相关发明专利1497件。所见硅藻土专利文献主要涉及水净化、过滤、脱色、制备滤芯、污水处理及载体方面的应用，具有吸附过滤功能兼杀菌的硅藻土材料较少。仅有一篇由美国3M创新有限公司发明的季铵盐与硅藻土表面键合的“抗微生物基质和过滤系统”专利，涉及硅藻土杀菌剂专利申请号为200880118002.3，经技术比对分析发现，该发明所述硅藻土表面键合季铵盐与本发明提出的技术，具有本质上的区别，具体如下： 

（1）. 本发明所用的有机硅季铵盐与公开的CN101918327A“抗微生物基质和过滤系统”专利中所述（所用）的聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）为两种不同的化学物质，本发明用的是三甲氧基硅烷基季铵盐，分子式为[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₄H₂₉] ⁺Cl^-和[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₈H₃₇] ⁺Cl^-；CN101918327A用的是聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）季铵盐，两个分子结构不同。

（2）. 选用的键合活性基团及键合机理也不同。CN101918327A “抗微生物基质和过滤系统”专利中所用的聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）键合活性基团是环氧丙基，与基质表面的羟基发生开环反应，从而达到与基质表面形成化学键合，而本发明所用的活性基团是有机硅甲氧基（Si-OCH₃）与基质表面的羟基（-OH）发生反应，脱掉甲醇从而实现与基质表面的化学键合。 

（3）.本发明所用的有机硅季铵盐与CN101918327A“抗微生物基质和过滤系统”专利中所述（所用）的聚（甲基二烯丙基胺环氧氯丙烷）季铵盐另一个不同点是，所用有机硅季铵盐为十四和十八两个不同碳链的组合物，化学式为[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₄H₂₉] ⁺Cl^-和[(CH₃O)₃Si-(CH₂)₃-N(CH₃)₂-C₁₈H₃₇]⁺Cl^-。另外，申请号为200810028689.3“抑菌脱氧双效食品保鲜剂及其制造方法”专利也曾涉及高硅藻土和抑菌，经分析，该技术系利用硅藻土吸附植物抑菌剂所制，与本发明无关。 

还有，申请号为200910116063.2“耐高温无机抗菌材料及其制备方法”，经技术分析，该技术特征是以硅藻土为载体负载金属离子类抗菌剂，也与本发明无关。