[发明专利]抗菌净化功能复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌净化功能复合材料及其制备方法，属于环保材料技术领域。

背景技术

室内污染已经成为人们家居健康生活的重要威胁，中国环境保护协会有关数据统计表明：90％白血病患儿家中曾进行过豪华装修，每年210万儿童死于豪华装修；80％的家庭装修甲醛超标；70％孕妇流产和环境污染有关；每年中国因室内环境污染引起的死亡人数高达11.1万人，平均每天304人死亡。室内环境污染已经成为严重影响现代人类健康的杀手之一。

采用吸附材料对室内污染空气进行净化是应用最广泛的方法之一。近年来，一些天然矿物材料作为新型的吸附材料，具有资源丰富、价格低廉、吸附性强、产品对环境友好等特点，受到了广泛的关注，如凹凸棒土具有较高的吸附净化处理能力。对天然矿物材料进行提纯、改性等深加工改造，或者进行多种天然矿物材料的复合，已成为环境矿物材料研究的重点。如CN 200310112788.7公开了一种“超细活化复合吸附型室内空气净化剂”，将经过活化处理和超细加工后的凹凸棒石粘土和沸石按适当配比混匀，进行组合造粒并烘干，再与颗粒状活性炭按一定的比例混合，即得到超细活化复合吸附型室内空气净化剂。文献《环境矿物材料在污染治理中的应用》[翟斌，北方环境，2005，30(2)：69-72]中指出，沸石经NaCl改性后，对氨氮的吸附效果更佳。

光催化技术是利用紫外光辐照以TiO₂为代表的光催化剂材料，形成具有极强氧化能力的羟基自由基，降解空气中的有机污染物。近年来，其发展的方向之一是通过改性使其能够直接利用太阳光等可见光进行激发，产生净化能力。如CN 1583252A公开了一种“可见光响应型二氧化钛光触媒室内空气净化剂的制备方法”，在充分保证二氧化钛光催化活性的条件下对其改性，改性后的二氧化钛在室内光线下具有光活性。

将吸附材料与光催化剂材料进行复合提高其空气净化能力是近年来的研究热点，如CN 1803291A公开了“一种二氧化钛/活性炭纤维光催化剂及其制备方法和在空气净化中的应用”，CN 101121124A公开了“一种凹凸棒土复合光催化剂的合成方法”，以钛酸正丁脂为原料，通过其水解制备出溶胶，再经过陈化、煅烧等步骤得到凹凸棒土复合材料；CN 101117780A公开了“一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方法”，所用的原料为无机钛盐；CN 101333345A公开了“一种纳米二氧化钛/凹凸棒土复合材料的制备方法”，先将凹凸棒土加入到去离子水中配制成浆体，再向纳米二氧化钛前躯体中加入凹凸棒土浆体，形成纳米二氧化钛/凹凸棒土复合粒子组成的蓝白色胶液，最后用碱性溶液调节pH值、过滤洗涤、滤饼干燥，制备成纳米二氧化钛/凹凸棒土复合材料粉体。

但上述方法均存在一些诸如成本高、产生的废水量大、粉体应用难等缺点，得到的空气净化剂净化效率低。由于空气净化材料自身吸附有机污染物，且放置于室内空间等环境中，很容易滋生细菌，容易造成二次污染。

全球每年因与水有关的传染病而死亡的人数高达320万，约占所有死亡人数的6％。因供水不足、卫生设施恶劣和不良卫生习惯所造成的疾病总负担为死亡人数180万和7500万以上的健康生命年损失。每人每天需要20至50升无有害化学和微生物污染的饮用水和卫生用水。

自来水到家庭终端水龙头过程中，也会受到管道及余氯的污染。一般家庭会采用净水器来过滤水质，净水器滤芯的净化材料一般采用活性炭和陶粒居多。因这些活性炭和陶粒只是起到了粗过滤作用，还存在吸附容量小导致时效短、在水中易滋生细菌等问题，所以很多净水器生产厂家一直在寻找具有抗菌效果的新型过滤材料来替代现有的活性炭和陶粒。

随着环境科学研究的不断深入，环境科学的重要组成部分——环境矿物学应运而生。1998年，在加拿大多伦多召开的第17届国际矿物学大会增设了环境矿物学，从此拉开了国际环境矿物学研究序幕。我国环境矿物学研究几乎与国际上该学科的发展同步，2004年经民政部批准成立了中国矿物岩石地球化学学会环境矿物学专业委员会，标志着国内环境矿物学的研究进入了新阶段。

“呼吸干净的空气，喝上干净的水”是政府和每个人的愿望。解决空气和水质污染的方法也很多，各种技术方案都为环保产业做出了积极贡献。上世纪90年代开始，一种利用天然矿石精加工制成的复合型功能瓷球产品在水质净化和空气净化产业独树一帜，越来越成为环保产业的重要解决方案。