一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭及其制备方法，本发明专利技术以5,5‑二甲基海因和乙醇钠为原料制成海因钠盐，在DMF中与3‑氯丙基三乙氧基硅烷发生取代反应；超声溶解硅氧烷海因，加入氢卤酸使其均匀聚合在活性炭表面，以卤酸钠盐对改性活性炭进行卤化反应得到聚硅氧烷卤胺抗菌活性炭，这样的改性活性炭在空气中十分稳定，不会挥发；本发明专利技术与普通高分子抗菌剂相比具有更高的抗菌效率和更长的抗菌性能；不仅适用的菌的种类多，而且对包膜病毒也具有很好的灭活性能；本发明专利技术本发明专利技术采用新的卤化剂和工艺方法的改进提高了产品的卤化效率。

Halogen amine polymer modified activated carbon for indoor sterilization and preparation method thereof

The invention discloses a halogenated amine polymer modified activated carbon used for indoor sterilization and a preparation method thereof. The sodium hydantoin salt is prepared from 5,5_dimethylhydantoin and sodium ethoxide as raw materials, and substitutes with 3_chloropropyl triethoxysilane in DMF; the siloxane hydantoin is dissolved by ultrasonic wave, and the hydrogen halogenated acid is added to make it polymerize evenly. On the surface of activated carbon, polysiloxane halogenated antibacterial activated carbon is obtained by halogenating the modified activated carbon with sodium halide salt, which is very stable in the air and does not volatilize; the invention has higher antibacterial efficiency and longer antibacterial performance than ordinary macromolecule antibacterial agent; and is not only suitable for bacteria. The invention adopts a new halogenating agent and improves the technological method to improve the halogenating efficiency of the product.

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭及其制备方法
本专利技术涉及杀菌消毒
，具体是涉及一种改性活性炭及其制备方法。
技术介绍
随着现代工业化水平的不断提高，空气污染形势愈发严峻，调查研究显示室内空气污染程度常常比室外空气污染严重2～3倍，在某些情况下，甚至可达100多倍。而室内空气生物污染是影响室内空气品质的一个重要因素。加拿大一项调查表明，室内空气质量问题有21％是由微生物污染造成的。目前，我国的《室内空气质量标准》已把室内微生物污染与化学性污染、放射性污染共同列为室内环境的三大污染物质。室内研究调查发现，损害人类健康的室内微生物污染因子主要有：霉菌、尘螨、军团菌、动物的毛发、皮屑以及可吸入颗粒物五种。其中霉菌是一种能够在温暖和潮湿环境中迅速繁殖的微生物，是引起过敏性疾病的最主要原因。霉菌能够使人产生恶心、呕吐、腹痛等症状，严重的甚至会导致呼吸道及肠道疾病，如哮喘、痢疾等。医学研究表明，交链抱霉菌和支抱霉菌已被确认是诱发哮喘的过敏源。尘螨是最常见的室内微生物之一，是引起过敏性疾病的罪魁祸首之一。尘螨的危害主要是源于其致敏作用，其中最典型的致敏作用是诱发哮喘。同时，螨虫还可引起过敏性鼻炎，过敏性皮炎，慢性尊麻疹等。军团菌是一类细菌的统称，它共有30多个种类，50多个血清型，主要寄生于水暖设备和输水管道及各种输水设施的内表面。军团菌主要危害是引发军团病，此病的主要症状表现为发热、寒战、肌痛、头痛、咳嗽、胸痛、呼吸困难等，更加让人担心的是其高达15％至20％的病死率。宠物的皮屑、毛发等可使空气中变态反应源的含量增加，从而引发人的变态反应。可吸人颗粒物污染物主要是指吸附了细菌的颗粒物，悬浮于居室中极易被居室内的人员吸人呼吸道中，使接触者患病。室内微生物污染的种类繁多，往往因为多种污染物的综合作用而影响居民的身体健康。因此抑制或消灭室内有害微生物，尤其是各种有害的细菌和病毒，是降低室内环境污染的一种有效手段。现有技术中也出现了抑菌的产品，但是这些产品操作人员在使用时需配备防护措施，其他人员不能停留在正在消毒的空间，空气中残留的化学物质可能对人体造成其他危害；而且消毒剂停留时间短，容易被空气中和，长期作用效果不明显。或是产品虽有杀菌作用但效果非常有限，而且保存期短，不适宜广泛使用。或是需要在有光前提下进行，其次其稳定性不足，造价较高，并不适合大面积使用。或是只适用于农作物杀菌，也可以在一定程度上降解室内甲醛，但对室内细菌病毒的杀灭作用并未提到。可见，探索并研究出一种能够对室内各种细菌真菌病毒等起到杀灭作用的，可长期稳定并持续起作用的无毒无害的杀菌剂，降低其对人体的影响，提高其杀菌作用，就显得十分必要。活性炭因具有特殊微晶结构，较大的比表面积和发达的微孔结构，同时表面含有大量化学基团而被用于多种污染物的吸附剂，而近年来有机高分子抗菌剂以其低毒、杀菌作用温和、稳定性好等特点受到越来越多的关注。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭，具有杀灭细菌和病毒的双重功效，是一种高效稳定的固相高分子杀菌消毒剂。本专利技术同时要提供一种改性活性炭的合成方法，采用的原料价格低廉易得，制作过程简单，操作方便，便于实现工业化生产。为了实现所述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭，结构式为：X包括：Cl、Br和I，m与n的比例为1:1～1:9。一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，包括如下步骤：步骤一，以5,5-二甲基海因和乙醇钠为原料制成海因钠盐；步骤二，在二甲基甲酰胺溶剂中海因钠盐与3-氯丙基三乙氧基硅烷发生取代反应得到硅氧烷海因；步骤三，通过超声溶解硅氧烷海因后，依次加入活性炭和盐酸，使氢卤酸均匀聚合在活性炭表面；步骤四，加入次氯酸钠水溶液，以卤酸钠盐对改性活性炭进行卤化反应，得到聚硅氧烷卤胺抗菌活性炭，结构式为：X包括：Cl、Br和I，m与n的比例为1:1～1:9。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤一，以5,5-二甲基海因和乙醇钠为原料制成海因钠盐的具体过程为：a，将5,5-二甲基海因溶于无水乙醇中，室温下搅拌溶解，溶解后加入乙醇钠，室温下反应20min，停止反应；b，40℃下旋蒸，蒸出乙醇后放入40℃真空干燥箱中过夜，得到海因钠盐。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤一中5,5-二甲基海因：3-氯丙基三乙氧基硅烷：乙醇钠的摩尔用量比例为1:1:1～1:1:9。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤二，在二甲基甲酰胺溶剂中海因钠盐与3-氯丙基三乙氧基硅烷发生取代反应得到硅氧烷海因的具体过程为：a，将得到的海因钠盐用二甲基甲酰胺溶剂溶解，搅拌，升温至40℃后；b，逐滴加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，继续升温至90℃，持续反应8-10h；c，反应结束后，冷却至室温，抽滤，滤液90℃下旋蒸，抽出二甲基甲酰胺溶剂，得到硅氧烷海因。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤三，通过超声溶解硅氧烷海因后，依次加入活性炭和盐酸，使氢卤酸均匀聚合在活性炭表面的具体过程为：a，将步骤二得到的3-(5,5-二甲基海因)丙基三乙氧基硅烷用去离子水超声溶解，加入活性炭，在室温下震荡30min，使活性炭与硅氧烷海因充分接触；b，随后加入氢卤酸溶液，将混合物置于50℃恒温震荡水槽中，震荡6h；c，反应完成后，将载有聚硅氧烷海因的改性活性炭用去离子水清洗至溶液呈中性，置于120℃鼓风干燥箱中。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤三，通过超声溶解硅氧烷海因后，依次加入活性炭和盐酸，使氢卤酸均匀聚合在活性炭表面的具体过程为：a，将步骤二得到的3-(5,5-二甲基海因)丙基三乙氧基硅烷用去离子水超声溶解，加入活性炭，在室温下震荡30min，使活性炭与硅氧烷海因充分接触；所述硅氧烷海因与活性炭的质量用量比例为1：20～1：30；b，随后加入氢卤酸溶液，将混合物置于50℃恒温震荡水槽中，震荡6h；所述氢卤酸溶液浓度为0.1～1.0mol/L；c，反应完成后，将载有聚硅氧烷海因的改性活性炭用去离子水清洗至溶液呈中性，置于120℃鼓风干燥箱中。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤四，加入次氯酸钠水溶液，以卤酸钠盐对改性活性炭进行卤化反应，得到聚硅氧烷卤胺抗菌活性炭的具体过程为：a，在冰水浴条件下，将改性活性炭浸泡在去离子水中，逐滴滴加卤酸钠盐水溶液；所述卤酸钠盐的质量分数为10％～90％；b，滴加氢卤酸，反应4h后，过滤洗涤，直至洗涤活性炭的水溶液不再含有氧化态卤元素；c，洗涤完成后，将卤化后的活性炭置于45℃真空干燥箱中真空干燥2h。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，氢卤酸包括：盐酸、氢溴酸或氢碘酸。前述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，步骤四，加入次氯酸钠水溶液，以卤酸钠盐对改性活性炭进行卤化反应，得到聚硅氧烷卤胺抗菌活性炭的具体过程为：a，在冰水浴条件下，将改性活性炭浸泡在去离子水中，逐滴滴加卤酸钠盐水溶液；b，滴加氢卤酸，保持溶液的pH的范围在6.0～9.0，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭，其特征在于，结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭，其特征在于，结构式为：X包括：Cl、Br和I，m与n的比例为1:1～1:9。2.一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，以5,5-二甲基海因和乙醇钠为原料制成海因钠盐；步骤二，在二甲基甲酰胺溶剂中海因钠盐与3-氯丙基三乙氧基硅烷发生取代反应得到硅氧烷海因；步骤三，通过超声溶解硅氧烷海因后，依次加入活性炭和氢卤酸，使氢卤酸均匀聚合在活性炭表面；步骤四，加入卤酸钠盐水溶液，以卤酸钠盐对改性活性炭进行卤化反应，得到聚硅氧烷卤胺抗菌活性炭，结构式为：X包括：Cl、Br和I，m与n的比例为1:1～1:9。3.根据权利要求2所述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，其特征在于，步骤一，以5,5-二甲基海因和乙醇钠为原料制成海因钠盐的具体过程为：a，将5,5-二甲基海因溶于无水乙醇中，室温下搅拌溶解，溶解后加入乙醇钠，室温下反应20min，停止反应；b，40℃下旋蒸，蒸出乙醇后放入40℃真空干燥箱中过夜，得到海因钠盐。4.根据权利要求2所述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，其特征在于，步骤一中5,5-二甲基海因：3-氯丙基三乙氧基硅烷：乙醇钠的摩尔用量比例为1:1:1～1:1:9。5.根据权利要求2所述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，其特征在于，步骤二，在二甲基甲酰胺溶剂中海因钠盐与3-氯丙基三乙氧基硅烷发生取代反应得到硅氧烷海因的具体过程为：a，将得到的海因钠盐用二甲基甲酰胺溶剂溶解，搅拌，升温至40℃后；b，逐滴加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，继续升温至90℃，持续反应8-10h；c，反应结束后，冷却至室温，抽滤，滤液90℃下旋蒸，抽出二甲基甲酰胺溶剂，得到硅氧烷海因。6.根据权利要求2所述的一种用于室内杀菌的卤胺聚合物改性活性炭的其制备方法，其特征在于，步骤三，通过超声溶解硅氧烷海因后，依次加入活性炭和氢卤酸，使氢卤酸均匀聚合在活性炭表面的具体过程为：a，将步骤二得到的3-(5,5-二甲基海因)丙基三乙氧基硅烷用去离子水超声溶解，加入活性炭，在室温下震荡30min，使活性炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁小乐，孙永良，隋宏伟，
申请(专利权)人：杭州朱庇特环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33