申請(qǐng)日2013.08.28
公開(公告)日2013.12.18
IPC分類號(hào)B01J23/50; C02F1/72; C02F1/50; C02F1/30
摘要
本發(fā)明提出的一種改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料及使用其殺滅醫(yī)療污水中微生物的方法，采用Sol-gel法制備穩(wěn)定的改性TiO2溶膠，經(jīng)超聲波處理，使二氧化鈦粒子能進(jìn)入竹炭?jī)?nèi)部孔隙，經(jīng)焙燒后制備具有光催化活性、負(fù)載在竹炭上的納米級(jí)二氧化鈦。向一定濃度醫(yī)療污水中加入極少量的雙氧水然后將pH調(diào)成3-4，將復(fù)合材料加入廢水中(復(fù)合材料加入量約20g/L)在太陽光下就可高效殺滅醫(yī)療污水中微生物，太陽光處理10分鐘后在顯微鏡下觀察對(duì)醫(yī)療污水中微生物得到非常好的殺滅效果。
權(quán)利要求書
1.一種改性TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料，其特征在于原料成份為：1份的鈦酸丁酯、0.3～0.4 份濃度為0.21mol/L的硝酸鐵溶液、0.5份冰乙酸、1～3份濃度為 0.01mol/L～0.02mol/L硝酸銀溶液和竹炭，所述份數(shù)為體積份。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟如下：
步驟1：將1份的鈦酸丁酯、3～4份無水乙醇的體積份配比加入容器中攪拌均勻， 制成A溶液;再將0.3～0.4份濃度為0.21mol/L的硝酸鐵溶液、1～2份無水乙醇、0.5 份冰乙酸的體積份配比加入容器中攪拌均勻，制成B溶液;
步驟2：將B溶液加入A溶液中，邊加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌以形成溶膠， 將溶膠陳化5h左右，得到透明溶膠;
步驟3：將竹炭投入到步驟2制得的透明溶膠中，攪拌之后在32℃下頻率為45KHz 的超聲下處理1h使溶膠進(jìn)入竹炭?jī)?nèi)部孔隙，之后取出竹炭在80℃下干燥;所述竹炭 的加入量以能夠被溶膠浸沒為準(zhǔn);
步驟4：從步驟3的干燥箱中取出竹炭在管式爐中氮?dú)夥諊略?50℃下焙燒3h 得到改性TiO2/竹炭復(fù)合材料。
步驟5：將步驟4得到的改性TiO2/竹炭復(fù)合材料浸入0.01mol/L～0.02mol/L的硝酸 銀溶液中，利用聚光器在太陽光下處理或直接在紫外燈下處理2h，取出復(fù)合材料，在 80℃下干燥，得到TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述步驟2中B溶液加入A溶液時(shí)的 滴加速度為1滴/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述步驟5中選用的紫外燈功率為12w， 產(chǎn)生紫外線波長為360nm。
5.一種利用權(quán)利要求1所述改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料殺滅醫(yī)療污水中微生物 的方法，其特征在于：采用雙氧水將醫(yī)療污水的pH調(diào)成3-4，加入改性納米 TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料，在太陽光下處理得到殺滅醫(yī)療污水中微生物;所述改性 納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料的加入量為20g/L。
說明書
一種改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料及使用其殺滅醫(yī)療污水中微生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料及使用其殺滅醫(yī)療污水中微生 物的方法，具體涉及一種TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料及采用該材料在太陽光下殺滅醫(yī)療污 水中微生物的方法。向醫(yī)療污水中加入極少量雙氧水，TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料在太陽 光下能在污水中產(chǎn)生羥基自由基及銀離子來破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可以殺滅污水中各 種微生物，從而以極低的代價(jià)處理醫(yī)療廢水。
背景技術(shù)
醫(yī)療廢水來源及成分十分復(fù)雜，含有大量病原性微生物、有毒、有害的物理化學(xué) 污染物，具有空間污染、急性傳染、潛伏性傳染等特征，如果不經(jīng)有效的處理直接排 放會(huì)成為一條疫病擴(kuò)散的重要途徑。
目前，大型醫(yī)院都有一定的廢水處理系統(tǒng)，但規(guī)模小的醫(yī)院廢水處理方面就比較 薄弱，所以尋求一種廉價(jià)、操作簡(jiǎn)單的能殺滅污水中微生物和改善水質(zhì)的方法就顯得 十分必要。
中國發(fā)明專利——申請(qǐng)?zhí)枮?01210271494.8涉及“一種醫(yī)療領(lǐng)域用污水處理系統(tǒng)”。 該專利公開了一種醫(yī)療污水處理系統(tǒng)，污水首先經(jīng)過MBR膜過濾池去除水中固體顆粒， 然后經(jīng)過混合消毒池進(jìn)行滅菌，該系統(tǒng)的確有很多優(yōu)點(diǎn)，我們僅提出該系統(tǒng)滅菌這一 部分采用臭氧消毒存在如下幾個(gè)問題：①、處理后的醫(yī)療廢水，由于臭氧剩余會(huì)有刺 激性氣味;②、形成一些臭氧副產(chǎn)物;③、臭氧處理廢水，會(huì)使得溶解性天然有機(jī)物 的生物降解性提高，管網(wǎng)中生物結(jié)垢會(huì)比較嚴(yán)重。如在消毒這部分采用我們的復(fù)合材 料及太陽光消毒法，將具有低能耗、殺菌徹底、效率高等特點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料的制備方 法及采用該材料利用太陽光廉價(jià)去除醫(yī)療污水中微生物的方法，利用此方法處理醫(yī)療 污水具有廉價(jià)、低能耗，工藝、操作十分簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以一定程度上彌補(bǔ)我國中小 型醫(yī)院廢水未得到有效處理的問題。利用此方法制得的復(fù)合材料具有不易團(tuán)聚、易回 收、低能耗、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)方案
一種改性TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料，其特征在于原料成份為：1份的鈦酸丁酯、 0.3～0.4份濃度為0.21mol/L的硝酸鐵溶液、0.5份冰乙酸、1～3份濃度為0.01m ol/L～0.02mol/L硝酸銀溶液和竹炭，所述份數(shù)為體積份。
一種制備所述的TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟如下：
步驟1：將1份的鈦酸丁酯、3～4份無水乙醇的體積份配比加入容器中攪拌均勻， 制成A溶液;再將0.3～0.4份濃度為0.21mol/L的硝酸鐵溶液、1～2份無水乙醇、0.5 份冰乙酸的體積份配比加入容器中攪拌均勻，制成B溶液;
步驟2：將B溶液加入A溶液中，邊加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌以形成溶膠， 將溶膠陳化5h左右，得到透明溶膠;
步驟3：將竹炭投入到步驟2制得的透明溶膠中，攪拌之后在32℃下頻率為45KHz 的超聲下處理1h使溶膠進(jìn)入竹炭?jī)?nèi)部孔隙，之后取出竹炭在80℃下干燥;所述竹炭 的加入量以能夠被溶膠浸沒為準(zhǔn);
步驟4：從步驟3的干燥箱中取出竹炭在管式爐中氮?dú)夥諊略?50℃下焙燒3h 得到改性TiO2/竹炭復(fù)合材料。
步驟5：將步驟4得到的改性TiO2/竹炭復(fù)合材料浸入0.01mol/L～0.02mol/L的硝酸
銀溶液中，利用聚光器在太陽光下處理或直接在紫外燈下處理2h，取出復(fù)合材料， 在80℃下干燥，得到TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料。
所述步驟2中B溶液加入A溶液時(shí)的滴加速度為1滴/s。
所述步驟5中選用的紫外燈功率為12w，產(chǎn)生紫外線波長為360nm。
一種利用所述改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料殺滅醫(yī)療污水中微生物的方法，其 特征在于：采用雙氧水將醫(yī)療污水的pH調(diào)成3-4，加入改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合 材料，在太陽光下處理得到殺滅醫(yī)療污水中微生物;所述改性納米TiO2/Ag/竹炭復(fù)合 材料的加入量為20g/L。
有益效果
本發(fā)明提出一種TiO2/Ag/竹炭復(fù)合材料的制備方法及采用該材料利用太陽光廉 價(jià)處理醫(yī)療污水中微生物的方法，采用Sol-gel法制備穩(wěn)定的改性TiO2溶膠，經(jīng)超聲 波處理，使二氧化鈦粒子能進(jìn)入竹炭?jī)?nèi)部孔隙，經(jīng)焙燒后制備具有光催化活性、負(fù)載 在竹炭上的納米級(jí)二氧化鈦。向一定濃度醫(yī)療污水中加入極少量的雙氧水然后將pH 調(diào)成3-4，將復(fù)合材料加入廢水中(復(fù)合材料加入量約20g/L)在太陽光下就可高效殺 滅醫(yī)療污水中微生物，太陽光處理10分鐘后在顯微鏡下觀察對(duì)醫(yī)療污水中微生物得到 非常好的殺滅效果。
殺滅醫(yī)療污水中微生物的方法，涉及一種能循環(huán)使用的殺菌復(fù)合材料�，F(xiàn)有的水 處理殺菌技術(shù)方法其特點(diǎn)是射線能量高，在水相中可產(chǎn)生密度很高的自由基，但是其 耗能也相當(dāng)大。本發(fā)明的殺菌復(fù)合材料，每100ml污水加入2g復(fù)合材料然后滴入約 0.1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水，在太陽光下處理10min中就幾乎可殺滅所有微生物， 殺菌復(fù)合材料回收十分方便可循環(huán)使用，成本低廉。殺菌機(jī)理主要是利用二氧化鈦和 雙氧水及鐵離子在太陽光作用下會(huì)產(chǎn)生羥基自由基，利用羥基自由基來殺滅微生物。 羥基自由基的氧化能力極強(qiáng)僅僅低于單質(zhì)氟，羥基自由基的強(qiáng)氧化能力可以將幾乎所 有有機(jī)物礦化為無機(jī)小分子，所以羥基自由基幾乎可以殺滅所有微生物。本發(fā)明的有 益效果是：它是一種安全的，低能耗的能殺滅水中微生物的污水處理方法，處理水質(zhì) 改善明顯，殺菌率高，且操作方便。
本發(fā)明所制備的復(fù)合材料具有高效殺滅醫(yī)療污水中微生物的能力，循環(huán)使用次數(shù) 達(dá)30次以上。
