双金属微电极抑菌材料及其制备方法、双金属微电极-碳基材料复合抑菌材料和水处理装置制造方法及图纸

本申请提供一种双金属微电极抑菌材料及其制备方法、双金属微电极

【技术实现步骤摘要】
双金属微电极抑菌材料及其制备方法、双金属微电极
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碳基材料复合抑菌材料和水处理装置


[0001]本申请涉及水处理领域，尤其涉及一种双金属微电极抑菌材料及其制备方法、双金属微电极
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碳基材料复合抑菌材料和水处理装置。

技术介绍

[0002]水是维持生命不可或缺的物质，也是社会可持续发展的战略资源。然而，世界卫生组织报告称，约有25亿人无法获得安全和卫生的水。对于欠发达地区，水资源的匮乏和病原微生物致使水质恶化威胁着相关地区的水生态系统和健康生存问题。大多数水传播疾病爆发的主要原因是与微生物污染相关的感染。截至目前，已有超过1400种污染物(包括细菌、病毒、寄生原生动物和一些真菌/蠕虫物种)被确定为与许多有害疾病有关。这些病原微生物可经饮食、呼吸、皮肤接触等途径感染人类，导致肠道、呼吸道疾病，甚至发生传染病。水体中致病细菌引发疾病传播的事件最为常见，常见的致病细菌包括大肠杆菌、幽门螺旋杆菌、艰难梭菌、克雷伯氏菌、军团菌、沙门氏菌、弧菌和志贺氏菌等，可引发伤寒、腹泻、痉挛、胃肠道疾病、呼吸道疾病等的发生。水体中的致病病毒包括DNA病毒(如腺病毒)和RNA病毒(如肠道病毒、诺如病毒、肝炎病毒、埃可病毒和柯萨奇病毒等)，可引发人类发烧、心肌炎、肝炎、脑膜炎和呼吸道感染等疾病。水体中常见的致病原生动物包括阿米巴虫、隐孢子虫和贾第虫等，可引发腹泻、阿米巴脑炎、角膜炎、肺部感染和贾第鞭毛虫病等疾病。致病性真菌如烟曲霉原变种、白假丝酵母、近平滑假丝酵母和皮炎外瓶霉等通常引发皮肤及粘膜感染问题。/>[0003]目前用于净水的主要有消毒法和过滤法。消毒法是通过物理或化学的方法直接杀死水中的微生物，物理方法需要额外配备用于消毒的设备如紫外线灯、超声波灭菌机等，成本较高且一旦停止消毒又会面临污染风险；化学方法需添加氯气臭氧等化学物质，本身会引入新的污染源，同时消毒副产物的残留问题也无法解决。过滤法是通过过滤介质将水中的微生物及污染物吸附截留，砂、砾石、木炭和硅藻土等常作为过滤介质，但这些过滤介质本身并不具有杀菌性，被其吸附的微生物通常会被固定于材料表面无法移除，经一段时间的使用后由于微生物的积累会导致过滤效果的失效，甚至反过来污染水体。
[0004]因此开发一种新型主动持续高效的抑菌水过滤体系对防治水体微生物污染有着巨大的现实意义。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种双金属微电极抑菌材料及其制备方法、双金属微电极
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碳基材料复合抑菌材料和水处理装置，以解决上述问题。
[0006]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]一种双金属微电极抑菌材料，包括基材、含银层和含钌层；
[0008]所述含银层设置在所述基材的表面，所述含钌层设置在所述含银层的表面。
[0009]优选地，所述基材包括不锈钢。
[0010]本申请还提供一种所述的双金属微电极抑菌材料的制备方法，包括：
[0011]在所述基材的表面依次电化学沉积所述含银层和所述含钌层。
[0012]优选地，电化学沉积所述含银层的条件包括：
[0013]搅拌速率为10rmp
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200rmp，体系pH为8
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10，电流密度为0.2mA/cm2‑
1.5mA/cm2，温度为20℃
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40℃；
[0014]优选地，得到所述含银层之后，将处理对象进行干燥后再电化学沉积所述含钌层。
[0015]优选地，电化学沉积所述含钌层的条件包括：
[0016]搅拌速率为10rmp
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200rmp，体系pH为3
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6，电流密度为5mA/cm2‑
20mA/cm2，温度为45℃
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60℃。
[0017]本申请还提供一种双金属微电极
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碳基材料复合抑菌材料，包括所述的双金属微电极抑菌材料和碳基材料。
[0018]优选地，所述双金属微电极抑菌材料呈网状。
[0019]优选地，所述碳基材料包括生物炭和/或活性炭；
[0020]优选地，所述碳基材料的粒径为1mm
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5mm。
[0021]本申请还提供一种水处理装置，包括所述的双金属微电极
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碳基材料复合抑菌材料。
[0022]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0023]本申请提供的双金属微电极抑菌材料，通过设置在基材表面的含银层、在含银层表面设置含钌层，无需外界能量输入，利用金属间存在的电势差氧化还原的电位差，使金属银、银离子和金属钌、钌离子形成双金属微电池体系，通过二电子氧化还原反应和类芬顿反应持续释放活性氧物质，使水过滤体系具有主动高效抑菌的效果。
[0024]本申请提供的双金属微电极抑菌材料的制备方法，通过电化学沉积方法在基材表面得到含银层和含钌层，结构稳定，制备方法简单，使用寿命长。
[0025]本申请提供的双金属微电极
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碳基材料复合抑菌材料，在双金属微电极抑菌材料的作用下持续高效抑菌，保证碳基材料能够免受污染物的影响，维持复合抑菌材料的“自清洁”功能，使得碳基材料实现对水中污染物的持续高效吸附，可以应用于各类水处理环境中，可延长滤材使用寿命，且产生的杀菌物质对水体和环境均不产生污染。
[0026]本申请提供的水处理装置，可以应用于各类水处理环境中持续高效抑菌，对防治水体微生物污染有着巨大的现实意义。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0028]图1为实施例1和对比例1
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3抗菌检测结果照片；
[0029]图2为实施例1
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4及对比例1
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3的抗菌曲线；
[0030]图3为双金属微电极抑菌材料的作用过程中H2O2的检测曲线；
[0031]图4为双金属微电极抑菌材料的作用过程中活性氧物质
·
OH的检测曲线；
[0032]图5为双金属微电极抑菌材料的作用过程中活性氧物质O2·
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的检测曲线；
[0033]图6为双金属微电极抑菌材料
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碳基材料复合抑菌过滤体系的原理示意图；
[0034]图7为椰壳质活性炭的吸附性能评价照片；
[0035]图8为本申请提供的水处理装置的实物示意图；
[0036]图9为使用本申请提供的水处理装置处理水样的大肠杆菌浓度变化曲线；
[0037]图10为活性炭、不锈钢网以及两者混合物吸附性能测试示意图。
具体实施方式
[0038]如本文所用之术语：
[0039]“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属微电极抑菌材料，其特征在于，包括基材、含银层和含钌层；所述含银层设置在所述基材的表面，所述含钌层设置在所述含银层的表面。2.根据权利要求1所述的双金属微电极抑菌材料，其特征在于，所述基材包括不锈钢。3.一种权利要求1或2所述的双金属微电极抑菌材料的制备方法，其特征在于，包括：在所述基材的表面依次电化学沉积所述含银层和所述含钌层。4.根据权利要求3所述的双金属微电极抑菌材料的制备方法，其特征在于，电化学沉积所述含银层的条件包括：搅拌速率为10rmp
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200rmp，体系pH为8
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10，电流密度为0.2mA/cm2‑
1.5mA/cm2，温度为20℃
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40℃。5.根据权利要求4所述的双金属微电极抑菌材料的制备方法，其特征在于，得到所述含银层之后，将处理对象进行干燥后再电化学沉积所述含钌层。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的双金属微电极抑菌材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛岩，戚震辉，姚纪政，刘静仪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：