论文部分内容阅读
水处理用过滤陶瓷是世界上使用较为广泛的饮用水处理元件,目前行业内主要是在陶瓷表面涂覆nAg或Ag盐来增强过滤陶瓷的过滤除菌效率,但这种方法有可能导致过滤陶瓷在滤水过程中Ag的释放量过大而造成一定的生物毒性。本文论述了一种简单有效的方法,可以制备出兼具低离子释放量和高抗菌性能的水处理用过滤陶瓷。本文首先以硅藻土和紫砂黏土为原料,采用干压成型方法,在1000℃~1100℃烧成,可以制得孔径小于10μm,孔径集中,孔隙率58~70%变化的多孔过滤陶瓷。陶瓷的主晶相为石英和方石英相,最佳烧结温度范围为1000℃~1050℃。制备的多孔陶瓷材料有较高的过滤速率,过滤高浓度大肠杆菌菌液灭菌率达到99.99%。以AgNO3为抗菌剂原料制备的纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷内分布着大量的孔隙,孔径集中于2.1μm左右,Ag的负载没有改变陶瓷基体的主晶相结构。陶瓷中的纳米Ag以纳米单质Ag和纳米Ag2O两种形式存在,粒径均小于100nm,在陶瓷中分布非常均匀。纳米Ag与陶瓷基体结合非常牢固,其在水介质中Ag的释放速率和释放量极低,有效的保证了其应用安全性。纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和青霉菌均有很高的抗菌活性,通过纳米银的抗菌活性和陶瓷过滤的协同作用,复合陶瓷通过过滤可以完全去除高浓度菌液的细菌。以Cu(NO3)2为抗菌剂原料制备的纳米氧化铜/硅藻土复合抗菌陶瓷中的纳米CuO粒径为5~50nm,在陶瓷中分布非常均匀。其在水介质中CuO的溶出速率极低。纳米CuO具有较高的抗菌活性,通过过滤可以完全去除高浓度大肠杆菌菌液中的细菌。实验结果证实纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷和纳米氧化铜/硅藻土复合抗菌陶瓷在水处理终端系统上均有良好的应用前景。