專利名稱：用于殺菌處理流體的產(chǎn)品的制作方法
水的殺菌處理產(chǎn)品是眾所周知的，它們由浸漬有以鹽形式存在的銀的活性炭組成，所述產(chǎn)品是通過(guò)在硝酸銀溶液中浸漬碳獲得的。
這類產(chǎn)品的缺點(diǎn)是發(fā)生硝酸鹽的鹽析和銀的鹽析。這是因?yàn)榻n不能使銀和碳充分地結(jié)合，不可避免地要發(fā)生鹽析。
在飲用水領(lǐng)域中，由于銀的溶解濃度被限制到0.01ppm，從而使這類產(chǎn)品的應(yīng)用受到制約。
已知在實(shí)驗(yàn)室中，在產(chǎn)生極高真空的室內(nèi)用金屬銀對(duì)活性炭進(jìn)行熱金屬化處理。在該室中蒸發(fā)銀，以便能滲透碳。該方法能很好地將銀擴(kuò)散到碳孔中，但是銀與碳的結(jié)合性差，導(dǎo)致溶解的銀發(fā)生鹽析?；钚蕴康膬?nèi)部結(jié)構(gòu)被完全破壞并明顯地被污染。所制成的產(chǎn)品極易碎并且隨著水的通過(guò)而失效。該申請(qǐng)不能制得穩(wěn)定的產(chǎn)品，產(chǎn)品的制備過(guò)程由于要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間產(chǎn)生真空而變得極其困難，因此不適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)品，在用該產(chǎn)品處理后產(chǎn)生的殺菌和抑菌能力要比已知產(chǎn)品好很多，實(shí)際上無(wú)任何污染。由于殺菌能力要由產(chǎn)品的有效表面積決定，所以產(chǎn)品必須具有極高的可使用的活性表面積。
本發(fā)明用于殺菌處理的產(chǎn)品的特征在于它們幾乎僅由一方面具有視要求而定的外部和內(nèi)部比表面的多孔載體構(gòu)成，另一方面，由覆蓋所述比表面積的金屬層構(gòu)成，所述金屬層是一層覆蓋整個(gè)比表面并且厚度大致均勻的薄膜，這種金屬通過(guò)共價(jià)鍵牢固地結(jié)合到多孔載體上。
由于這種金屬被牢固地結(jié)合到多孔體上，因此不會(huì)有被分離的危險(xiǎn)，而且可以約為5～10埃的極薄的薄膜形式存在。該產(chǎn)品純度很高。
多孔載體可以是無(wú)機(jī)或有機(jī)材料，尤其是合成材料。例如它們可以由活性炭、浮石、巖石、合成樹(shù)脂等組成。
產(chǎn)品具有剩磁感應(yīng)強(qiáng)度，即具有防護(hù)性，能防止處理后的流體的任何后續(xù)污染。
金屬例如可以是純金屬銀、或銅、鎳或達(dá)到要求效果的任何其它金屬。
這類產(chǎn)品是通過(guò)將原子形式的金屬，尤其是銀注入多孔體例如浸漬在等離子體中的活性炭粉末中獲得的。
下面將詳細(xì)描述如何獲得本發(fā)明產(chǎn)品的兩個(gè)實(shí)施例，所述產(chǎn)品由活性炭和銀組成。實(shí)施例I在射頻(13.56MHz)電容耦合放電的反應(yīng)器中處理粉狀活性炭。選擇構(gòu)型，目的是產(chǎn)生貫穿空間電荷包層的高自極化電壓。
反應(yīng)器中所用的氣體是氬，氣體流速為20sccm，對(duì)應(yīng)的壓力為1Pa，與該氣體匹配的RF電功率是400W。這種匹配是通過(guò)一種L型阻抗適配器進(jìn)行的。由于空間電荷包層的寬度約為1.5厘米，因此包層中的電場(chǎng)強(qiáng)度為5.3×104Vm-1。在這種條件下，測(cè)定的等離子體密度為10-10厘米-3。
將活性炭粉顆粒浸漬在等離子體中，在那兒它們經(jīng)受連續(xù)的離子轟擊。轟擊的結(jié)果是加熱等離子體中的碳。測(cè)定的到達(dá)碳粉顆粒表面的離子通量為7.3×1012離子·秒-1。
將原子形式的銀注入氣相中。等離子體的作用是產(chǎn)生銀原子的固著位置。因此，這種固著的結(jié)果是C-Ag原子以共價(jià)鍵形式牢固的結(jié)合。于是，從掃描電子顯微鏡上觀察的銀附聚體被牢固地結(jié)合到碳載體上，不會(huì)發(fā)生“鹽析”。
對(duì)由此處理的碳粉顆粒進(jìn)行的物理化學(xué)分析表明碳外層表面上銀所占的比例為57％。通過(guò)粉狀顆?？讛U(kuò)散到碳孔中的銀的比例可以通過(guò)改變放電的物理參數(shù)調(diào)節(jié)。另外，X射線熒光分析表明與經(jīng)化學(xué)浸漬法處理的粉狀顆粒相比，被污染的程度即使不為零也可被忽略。這個(gè)結(jié)果是由于碳粉顆粒處于經(jīng)控制的氣態(tài)環(huán)境中，例如上述的僅用作金屬化載體的惰性氣體中。由此最大限度地降低了各種污染。
此外，應(yīng)該指出該方法是完整的無(wú)需進(jìn)行后處理，例如熱后處理。粉狀顆粒的處理只在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行例如20分鐘。實(shí)施例II氬經(jīng)反應(yīng)器的底部輸入，在反應(yīng)器的頂部用泵抽出。將粉狀的取自煅燒椰子的純活性炭和N6級(jí)純銀(即純度為99.9999％的銀)置于轉(zhuǎn)鼓中，使這些粉末浸漬在遠(yuǎn)離泵閥的等離子體中。為了懸浮等離子體中的粉狀顆粒，在反應(yīng)器中產(chǎn)生高強(qiáng)度的電場(chǎng)。在這些條件下，等離子體密度約為10-9厘米-3，電子和離子溫度分別為3eV和0.03eV。
將活性炭顆粒浸漬在等離子體中，從而通過(guò)銀離子對(duì)其進(jìn)行連續(xù)的轟擊。轟擊的結(jié)果是使碳的溫度升至約900℃。
工作參數(shù)如下--氬流速大約9sccm(厘米-3/分鐘)；--工作壓力2Pa；--等離子體激發(fā)功率100W；--自極化電壓1.2×105Vm-1；--沉積時(shí)間25分鐘；--沉積厚度5-10埃。
因此，沉積厚度是納米級(jí)的。相當(dāng)于Ag的內(nèi)部密度大于4％。
權(quán)利要求
1.一種用于殺菌處理液體的產(chǎn)品，其特征在于幾乎僅由一方面具有視要求而定的外部和內(nèi)部比表面的多孔載體構(gòu)成，另一方面，由覆蓋所述比表面積的金屬層構(gòu)成，所述金屬層是一層覆蓋整個(gè)比表面并且厚度大致均勻的薄膜，這種金屬通過(guò)共價(jià)鍵牢固地結(jié)合到多孔載體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其中金屬是純金屬銀、銅、鎳或達(dá)到要求效果的各種其它金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的產(chǎn)品，其中多孔載體由活性炭或任何其它植物、有機(jī)、無(wú)機(jī)和合成材料載體組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的產(chǎn)品，其中金屬層的厚度是可調(diào)節(jié)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的產(chǎn)品，其中該產(chǎn)品具有防止處理液體任何后續(xù)污染的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)產(chǎn)品的制備方法，其中通過(guò)將多孔體浸漬在惰性氣體等離子體中并通過(guò)向氣相中注入原子形式金屬完成在冷等離子體反應(yīng)器中處理粉狀、粒狀或塊狀多孔體的過(guò)程。
全文摘要
一種用于殺菌處理液體的產(chǎn)品,其特征在于幾乎僅由一方面具有視要求而定的外部和內(nèi)部比表面的多孔載體例如活性炭構(gòu)成,另一方面,由覆蓋所述比表面積的金屬層例如銀構(gòu)成,所述金屬層是一層覆蓋整個(gè)比表面并且厚度大致均勻的薄膜,這種金屬通過(guò)共價(jià)鍵牢固地結(jié)合到多孔載體上。該產(chǎn)品可在冷等離子體反應(yīng)器中制得。
文檔編號(hào)C02F1/50GK1257463SQ98805426
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1998年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月22日
發(fā)明者H·加萊昂, L·布凡迪, C·C·A·勞雷爾 申請(qǐng)人:H·加萊昂