基于自组装作用的高效杀菌除臭剂的制备与性能研究

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室内环境污染严重影响着人们的生活和工作,在空调系统中开发一种既能除去挥发性有机物,又能起到杀菌作用的杀菌除臭剂具有十分重要的意义。本文以椰壳基活性炭(AC)为载体,用浓硝酸对其氧化改性,利用静电引力或配位作用分别将高分子季铵盐和银自组装在改性活性炭上,制备了两个系列杀菌除臭剂: P-AC系列产品和AC/Ag系列产品。用红外光谱、快速比表面及孔隙率测定仪、扫描电镜等进行了表征,并测定了杀菌除臭剂对甲苯的吸附性能和对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和空气自然菌的杀菌性能,其结论如下:1.原料AC经浓HNO3氧化改性后,表面酸性基团增加,表面酚羟基减少,P-AC在1480cm-1左右出现了明显的季铵离子基团特征峰,表明PEQA成功负载在AC表面。2. P-AC系列对甲苯的吸附情况表明,随着高分子季铵盐PEQA负载量的增加,对甲苯的吸附量逐渐减小。对常见菌的杀菌性能表明,P-AC系列对大肠杆菌的杀菌性能优于对金黄色葡萄球菌的杀菌性能,且负载量增加,杀菌性能提高。P-AC系列能将污染空气净化到健康水平,但无法杀灭空气中的顽固菌群。综合吸附性能和杀菌性能,P-AC2是最优的杀菌除臭剂,其对甲苯的饱和吸附量qmax为0.13g/g,比AC减少了17.8%,100mg样品放入初始浓度为107CFU·mL-1的大肠杆菌悬液中,2h后的杀菌率可达到95%。3. AC/Ag系列在3.0kev附近都出现了单质银的信号峰,表明银已成功负载在活性炭表面。当载银量在1.65%以下时,生成的银粒子主要在纳米级别。4. AC/Ag系列对甲苯的吸附情况与P-AC系列类似,随着载银量的增加,对甲苯的吸附量减小。AC/Ag系列对大肠杆菌的杀菌性能优于对金黄色葡萄球菌的杀菌性能。与P-AC系列产品相比,AC/Ag系列产品的杀菌性能更强,且具有广谱杀菌性。综合吸附性能和杀菌性能,AC/Ag2是最优的杀菌除臭剂,其对甲苯的饱和吸附量qmax为0.137g/g,比原料AC减少了13.3%,对初始浓度为107CFU·mL-1的大肠杆菌悬液1.5h后的杀菌率达到95%。
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