负载银型抗菌空气净化材料的研究.doc

1、负载银型抗菌空气净化材料的研究【摘要】目前，由于建筑材料以及装饰装修材料、家具家电等造成的室内环境污染，已成为影响人们健康的威胁。本文介绍了目前室内净化所采用的材料以及净化技术的发展，并且对未来的净化技术进行了展望。【关键字】负载银；纳米银；抗菌；空气净化目 录一纳米银31.纳米银特点32.银能抗菌43.纳米抗菌材料4二抗菌特点51.广谱抗菌52.强效杀菌53.渗透性强54.修复再生65.抗菌持久66.无耐药性6三空气净化材料61、物理净化材料62、化学净化材料63、生物净化材料7四空气净化技术的研究71、吸附净化技术72、光催化进化技术83、绿色植物自然进化84、膜分离技术8五结束语8六参考

2、文献9一、纳米银纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银粒径大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。用纳米银和精梳棉纤维制成的棉袜，如2xu抗菌袜、AUN纳米银抗菌防臭袜，具备很好的抗菌防臭的效果。1纳米银特点：纳米银粒子由于其良好的导电性，使其在微电子领域占有极其重要的地位。纳米银粒子的表面效应、量子尺寸效应等，使其还具有一些特殊的用途，如表面增强拉曼应用、医学应用等。1.纳米银是粉末状银单质，粒径小于100nm，一般在25-50nm之间。2.纳米银的性能与其粒径有直接关系。研究发现，粒

3、径越小，杀菌性能越强。抗菌（anti-microbial）：是一个泛指名词，包括灭菌、杀菌、消毒、抑菌、防霉、防腐等。灭菌（sterilization）：指将待处理体系中的所有微生物包括微生物的孢子等生态形式都完全除去或使之丧失活性的过程。杀菌（microbiocide）：指将待处理体系中的微生物营养体和繁殖体杀死的过程。消毒（disinfection）：指破坏待处理体系中微生物的过程，但消毒过程一般对微生物孢子无效，消毒不需要杀灭体系中所有的微生物，只要达到预定的要求，一般需要将体系中的致病和条件致病的微生物除去或使之丧失活性。抑菌（bacteriostasis）：抑制微生物生长繁殖的作用，

4、抑制待处理体系中微生物的活性，使之繁殖能力将低或体质繁殖的过程。防腐（antisepsis）：指采取一定措施防止物品性能因微生物的破坏而下降的过程和技术。2,.银能抗菌我国内蒙古草原上的牧民早就注意到，用银碗盛放的马奶，几天后也不会变酸。现代研究进一步揭开其中的奥秘：银能杀菌。只要有微量的银溶入水中，变成银离子后，即有高强的杀菌本领。科学家曾做过实验，将升污水（其中大肠杆菌每毫升多个），经小时的银电极处理，结果大肠杆菌全部死亡。十亿分之几克的银能使一升水变得清洁。据实验，伤寒杆菌在银片上只能活个小时，白喉杆菌在银片上只能活天。若皮肤碰伤，一时无药，立即将银器贴在伤口上，可以防止感染。3.纳米抗

5、菌材料纳米抗菌材料是将无机抗菌剂采用高科技的纳米技术处理，使其具有更为广泛、卓越的抗菌杀菌功能，并且通过缓释作用，提高了抗菌长效性。纳米抗菌材料的抗菌机理：一是接触反应：即抗菌制品中的金属离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的金属离子到达微生物细胞膜时，因后者 带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，金属离子穿透细胞壁进入细胞内，并与巯基（-SH）反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂繁 殖能力而死亡。金属离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后，金属离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，因此 其抗菌效果持久。

6、二是光催化反应：在光的作用下，金属离子能起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基和活性氧离子，活性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的繁殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。二、抗菌特点纳米（nm）是继微米之后的目前最小的一种计量单位，1纳米为百万分之一毫米，即毫微米，也就是十亿分之一米。纳米银，是利用前沿纳米技术将银纳米化，纳米技术出现，使银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃，极少的纳米银可产生强大的杀菌作用，可在数分钟内杀死650多种细菌，广谱杀菌且无任何的耐药性，能够促进伤口的愈合、细胞的生长及受损细胞的修复，无任何毒性反应，对皮肤也未发现任何刺激反应，

7、这给广泛应用纳米银来抗菌开辟了广阔的前景，是最新一代的天然抗菌剂，纳米银杀菌具有以下特点：1.广谱抗菌纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶（-SH）结合，使菌体窒息而死的独特作用机制，可杀死与其接触的大多数细菌、真菌、霉菌、孢子等微生物。经国内八大权威机构研究发现：其对耐药病原菌如耐药大肠杆菌、耐药金葡萄球菌、耐药绿脓杆菌、化脓链球菌、耐药肠球菌，厌氧菌等有全面的抗菌活性；对烧烫伤及创伤表面常见的细菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌及其它G+、G-性致病菌都有杀菌作用；对沙眼衣原体、引起性传播性疾病的淋球菌也有强大的杀菌作用。一种抗生素能杀灭大约6种病原体，而纳米银可杀灭数百种致病

8、微生物。杀灭细菌、真菌、滴虫、支/衣原体、淋球菌，杀菌作用强，对抗菌素耐药菌有同样杀灭作用！2.强效杀菌据研究发现，Ag可在数分钟内杀死650多种细菌。纳米银颗粒与病原菌的细胞壁/膜结合后，能直接进入菌体、迅速与氧代谢酶的巯基（-SH）结合，使酶失活，阻断呼吸代谢使其窒息而死。独特的杀菌机理，使得纳米银颗粒在低浓度就可迅速杀死致病菌。3.渗透性强纳米银颗粒具有超强的渗透性，可迅速渗入皮下2mm杀菌，对普通细菌、顽固细菌、耐药细菌以及真菌引起的较深处的组织感染均有良好的杀菌作用。4.修复再生纳米银可促进伤口愈合，促进受损细胞的修复与再生，去腐生肌，抗菌消炎改善创伤周围组织的微循环，有效地激活并促

9、进组织细胞的生长，加速伤口的愈合，减少疤痕的生成。5.抗菌持久纳米银颗粒利用专利技术生产，外有一层保护膜，在人体内能逐渐释放，所以抗菌效果。6.无耐药性纳米银属于非抗菌素杀菌剂：纳米银能杀灭各种致病微生物，比抗菌素更强，10nm大小的纳米银颗粒独特抗菌机理可迅速直接杀死细菌，使其丧失繁殖能力，因此，无法生产耐药性的下一代，能有效避免因耐药性而导致反复发作久治不愈。三、空气净化材料空气净化材料按照净化原理和材料的性质来区分，可以分为物理净化材料、化学净化材料、生物净化材料三大类。1.物理净化材料物理净化材料主要是通过物理吸附作用对室内的空气进行净化。活性炭、硅胶、沸石等作为物理的吸附材料，其吸附

10、作用主要受材料表面积以及化学稳定性的影响。其中，活性炭以其稳定性、易再生等性质成为研究的主要对象。活性炭具有吸附和催化的性能，不溶于水和其它溶剂，具有稳定性。因此其用途也十分广泛。从18世纪以来，人们一直将活性炭运用于实践中，并取得了重大的进展，尤其是20世纪70年代，日本生产的活性碳纤维，脱附速度快，吸附量大，易再生，已被认为是21世纪最优秀的环境材料之一。2.化学净化材料化学类的净化材料主要是指采用氧化、还原等化学反应技术生产的净化材料。化学类的净化材料中，目前应用较广泛是光触媒材料。光触媒也叫光催化，是一种以二氧化钛为代表，在光照条件下具有催化作用的半导体材料的总称。二氧化钛作为一种光触

11、媒，在吸收太阳光或照明光源中的紫外线后，能够发生氧化还原反应，表面形成强氧化性的氢氧自由基和超氧阴离子自由基，中游离有害物质分为无害的二氧化碳和水，从而达到净化空气的目的。光触媒对于温度没有严格的限制，一般在常温条件下就会发生氧化还原反应。除了光触媒材料，目前还有一种新型的环保材料用于讲话室内空气：负离子材料。负离子材料的主要成分是具有自发电极的天然矿物，材料与空气接触时，能够持续释放空气负离子，负离子具有很强的氧化性，形成的负离子与空气中的有害物质结合，发生氧化还原反应，从而达到去除空气中污染，净化空气的目的。同时，空气负离子也可以促进人体的血液循环，改善睡眠质量。目前，负离子已经被列为评价

12、空气质量的一个重要指标，目前发展也已经初具规模。3.生物净化材料生物净化材料主要指利用生物对室内的空气中的污染物进行氧化分解，从而达到净化空气的目的。利用生物来净化室内空气，目前研究比较多的就是利用室内植物的自然吸附作用，以对室内的空气进行绿化净化。另一方面，对不同类型的材料进行复合应用也有了广泛的研究。复合材料中，以活性炭为载体负载其他材料来进行的空气净化的研究也已经进入到了比较深入的阶段。它利用了活性炭的吸附能力并同时发挥了化学类净化材料的催化性能，使得个材料得到互相补充，也为室内空气净化材料的发展开辟了新的领域。四、空气净化技术的研究1.吸附净化技术吸附技术是指借助多孔性固体吸附剂表面存

13、在不平衡力的作用，使气态污染物吸附在其表面，从而实现从气流中分离出来的目的。吸附技术分为物理吸附和化学吸附两种。吸附技术由于脱除效率高，。富集功能强，适用于几乎所有的恶臭有害气体的处理，因而是脱除有害气体比较常用的方法。常用的吸附剂有活性炭。活性碳纤维、沸石等。其中以颗粒活性炭、含高锰酸钾的活性氧化铝及复合活性炭纤维最常用。近年来研制出来的各种新型的活性炭有蜂窝状活性炭、活性碳纤维等。目前活性炭净化空气的研究主要集中在其吸附应用和吸附性能的改进上。特别是活性碳纤维，由于其优点显著，应用也日益广泛，也是当今世界最先进的室内空气净化处理技术之一。2.光催化进化技术光催化净化是指基于光催化剂在紫外线

14、照射下具有的氧化还原能力净化污染物。光催化剂属于半导体材料，现有的研究表明，光催化氧化可以使多种有机体降解，还可以使有机酸发生脱碳反应。近年来，光催化净化空气技术备受关注，成为各国研究和开发的热点。纳米材料光催化是目前最具发展潜力的室内空气净化技术，但是它不能净化空气中的悬浮物以及细菌颗粒物，同时催化剂微孔易被灰尘和颗粒物堵塞而使其失活。3.绿色植物自然进化室内绿化是指在室内种植摆设一些有利于室内空气净化的植物，既要求美观又要求实用，这些绿化植物除具有调节温湿度的作用外，还具有吸尘、杀菌杀毒、吸入废气等功能。室内绿化常有盆栽、悬挂式栽培、盆景等形式，选择绿化植物应根据室内的光照、空气温湿度等室

15、内生态因子来考虑。布置时要根据室内的实际环境进行协调。目前来说，对于室内净化效果较好的有：夏威夷椰子、万年青、菊花、吊兰、爱玉合果、黄爱葵东等。4.膜分离技术膜分离技术是一项简单、快速、高效和经济节能的新技术。膜分离法是利用各组分在压力推动下透过膜对的传质速率不同进行分离的，用于气体分离的膜主要有有机聚合膜和无极膜。现在，有机膜分离技术已经被成功地运用到其他方法无法收回的有机物的分离，采用此方法回收有机废气中的丙酮、甲醇和甲苯等，回收率可达97%。将有机膜应用于室内空气净化的研究目前尚少。五、结束语：当今社会，由于有机物在化学品以及合成建筑材料中的数量成倍增长，室内空气质量已经成为近十年来的一个重要问题。而人类有大部分时间是待在室内的，因此室内环境比室外环境要重要的多的多。室内空气质量的好坏直接威胁到人类的身心发展，在以后的研究中，一定要切实以人们的需求、利益为目标，研发出更具发展前景、效果更好的新型室内空气净化技术和材料。参考文献：1.大连理工大学 2007负载银催化剂上CH4还原NO反应研究2.哈尔滨工业大学 2011 纳米银在晶态碳上的负载及其表面增强拉曼效应3.湖南工业大学 2010 抗菌材料的研究进展4.同济大学 2007纳米复合材料空气净化器的开发及其性能研究第 9 页 共 9 页