專(zhuān)利名稱(chēng)：新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(ftms)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽領(lǐng)域。本發(fā)明特別涉及合成具有特定功能所需的結(jié)構(gòu)組成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)。
本發(fā)明更特別涉及合成具有有效防污，消毒和殺菌特性的結(jié)構(gòu)組成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，例如硅酸銀，硅酸銅，硅酸鋅，硅酸錳和硅酸鋯。
本發(fā)明還涉及將功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(例如硅酸銀，硅酸銅，硅酸鋅，硅酸錳和硅酸鋯)固定在活性氧化鋁，鋁氧化物，農(nóng)用聚合物，纖維素，石英砂，硅膠，摻入樹(shù)脂以及包含涂覆在象石英砂的固體骨架上使其具有有效防污，消毒，殺菌和有毒氣體解毒特性的樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可用作凈化劑(通過(guò)從水介質(zhì)中鰲合金屬，化學(xué)品及殺菌劑)，消毒劑(通過(guò)從水介質(zhì)中去除微生物例如細(xì)菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細(xì)菌等有害物以及作為保護(hù)性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽有許多應(yīng)用，包括用于制造高效催化劑和抗微生物涂料等。
背景技術(shù)：
相對(duì)于過(guò)渡金屬硅酸鹽，人們對(duì)沸石和堿土金屬硅酸鹽在進(jìn)行大量的工作。
關(guān)于過(guò)渡金屬硅酸鹽用于防污，Dodwell等(美國(guó)專(zhuān)利5053139，1991)制備了包含陽(yáng)離子交換劑的過(guò)渡金屬硅酸鹽，例如硅酸鈦和硅酸錫，以去除重金屬例如鉛，鎘，鋅，鉻和砷。當(dāng)這些金屬硅酸鹽無(wú)法降低金屬污染物的濃度時(shí)，制備的當(dāng)這些包含陽(yáng)離子交換劑的金屬硅酸鹽將金屬污染物的濃度降低到需要的水平。盡管在專(zhuān)利(美國(guó)專(zhuān)利5053139，1991)的權(quán)利要求中未提及硅酸鋯，但是在說(shuō)明書(shū)中(實(shí)施例14)連同陽(yáng)離子交換劑提及硅酸鋯的制備，以及硅酸鋯離子交換劑未能在處理過(guò)的水中降低金屬污染物的濃度。
在我們實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中可以觀(guān)察到硅酸錫和硅酸鈦不能凈化飲用水中的大腸菌群。
在過(guò)渡金屬中，抗微生物金屬比較熟知的例如有銀，銅，鋅和錳，這些金屬的硅酸鹽的功能(例如防污，消毒和殺菌特性)和結(jié)構(gòu)組成間的關(guān)系并沒(méi)有得到詳細(xì)研究。
硅酸銅從1936年(GB 442664)就因在農(nóng)業(yè)或園藝害蟲(chóng)的控制而為人們熟知，這些硅酸銅通過(guò)在堿性條件中于高溫下加熱細(xì)碎的含水二氧化硅的水懸浮液和基本不溶的堿性銅混合物來(lái)合成。
在這些報(bào)告和觀(guān)察資料中并沒(méi)有關(guān)于合成基于功能特性的各種類(lèi)型的硅酸銅的研究。
很多銅鹽設(shè)計(jì)成用作農(nóng)業(yè)殺菌劑用途，硅酸銅在不是很重要。硅酸銅鋁與抗生素混和以得到銅化合物和抗生素間的增效作用。
本發(fā)明的目的是合成特定功能，例如防污，消毒和殺菌特性等的所需結(jié)構(gòu)組成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。本發(fā)明的另一目的是合成發(fā)明新型的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的因此本發(fā)明的主要目的是通過(guò)合成特定功能所需的結(jié)構(gòu)組成來(lái)發(fā)明功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明的另一目的是發(fā)明適于有效消除微生物例如細(xì)菌，真菌和病毒的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是發(fā)明適于從水系統(tǒng)中有效去除金屬，化學(xué)污染物和殺菌劑的過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明的另一目的是發(fā)明作為殺菌劑使用具有殺菌特性的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明的另一目的是開(kāi)發(fā)同種子表皮處理物，涂料，清潔劑，清潔液和沸石混合使用的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明的另一目的是發(fā)明固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，其適于用作柱凈化等方式的凈化劑(通過(guò)從水介質(zhì)中鰲合金屬，化學(xué)品及殺菌劑)，消毒劑(通過(guò)從水介質(zhì)中去除微生物例如細(xì)菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細(xì)菌等有害物以及作為保護(hù)性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
本發(fā)明的另一目的是開(kāi)發(fā)通過(guò)摻入樹(shù)脂生產(chǎn)固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的方法，其適于用作柱凈化等方式的凈化劑(通過(guò)從水介質(zhì)中鰲合金屬，化學(xué)品及殺菌劑)，消毒劑(通過(guò)從水介質(zhì)中去除微生物例如細(xì)菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細(xì)菌等有害物以及作為保護(hù)性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
本發(fā)明的另一目的是開(kāi)發(fā)通過(guò)在石英砂上涂覆包含過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂來(lái)開(kāi)發(fā)固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，其適于用作柱凈化等方式的凈化劑(通過(guò)從水介質(zhì)中鰲合金屬，化學(xué)品及殺菌劑)，消毒劑(通過(guò)從水介質(zhì)中去除微生物例如細(xì)菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細(xì)菌等有害物以及作為保護(hù)性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
發(fā)明內(nèi)容為達(dá)上述或其它目的，本發(fā)明提供包含特定功能所需結(jié)構(gòu)組成的新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽和固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，以及如權(quán)利要求所述為了各種目的，例如作為凈化劑，消毒劑，殺菌劑，燃燒產(chǎn)生的有毒氣體解毒，從香煙的煙霧中脫除焦油及煙堿等物質(zhì)而生產(chǎn)和使用這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的方法。
發(fā)明的詳細(xì)描述因此，本發(fā)明提供選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)，所述金屬硅酸鹽通過(guò)下述方法得到，在所需的pH值，溫度和硅酸根/金屬比例下將過(guò)渡性金屬的鹽溶液和可溶性堿性硅酸鹽溶液混合，和/或通過(guò)使用固定在選自活性氧化鋁，鋁氧化物，農(nóng)用聚合物，纖維素，石英砂，硅膠的材料上的固定形態(tài)的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，和摻入樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽以及涂覆在例如石英砂的固體骨架上的含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂，從而得到連同合適結(jié)構(gòu)組成的各種硅酸根/金屬比例，以獲得高功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽材料，例如金屬，化學(xué)品的凈化劑，細(xì)菌，真菌和病毒的殺菌劑，消毒劑，病原體例如細(xì)菌和真菌的殺微生物劑，一氧化碳，二氧化硫，NOX(氮氧化物)，碳?xì)浠衔?，煙草焦油和煙堿等的去毒劑。
本發(fā)明特別提供選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，所述金屬硅酸鹽通過(guò)在所需的pH值，溫度和硅酸根/金屬比例下混和相應(yīng)過(guò)渡金屬的氯化物，硝酸鹽或硫酸鹽溶液和可溶性堿性硅酸鹽溶液以生成沉淀，然后清洗和干燥沉淀得到與合適的結(jié)構(gòu)組成一致的不同硅酸根/金屬比例的過(guò)渡金屬硅酸鹽，所述過(guò)渡金屬硅酸鹽顯示有選自?xún)艋瘎緞?，殺菌劑，去毒劑和抗微生物的功能?br> 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提供一種可有效作為凈化劑，消毒劑，去毒劑，殺菌劑，殺微生物劑或其組合的，包含在過(guò)渡金屬硅酸鹽中的過(guò)渡金屬/二氧化硅的比例在預(yù)先確定的范圍內(nèi)并具有所述效力的結(jié)構(gòu)組成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)，所述FTMS可以固定在合適的材料上或摻入樹(shù)脂和/或同樹(shù)脂一起涂覆在合適的材料上。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種過(guò)渡金屬在過(guò)渡金屬硅酸鹽中的所述過(guò)渡金屬/二氧化硅的比在一個(gè)大約0.34至大約19.57的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，一種過(guò)渡金屬即使在基于具有因反應(yīng)條件不同而得到的特定ESR(g)值和特定XRD圖譜的結(jié)構(gòu)組成的過(guò)渡金屬硅酸根比例相似的情況下也具有可變的功能。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，所要求的各種反應(yīng)條件是在制備過(guò)渡金屬硅酸鹽的過(guò)程中變化的pH值條件，包括達(dá)12pH的酸性極值，反應(yīng)物濃度在可溶性堿性硅酸鹽溶液中硅酸根的濃度和過(guò)渡金屬溶液與可溶性堿性硅酸鹽溶液的比值，維持在20至95攝氏度間變化的溫度，及其組合。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽是選自由硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯或其組合組成的群組。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽可作為金屬，化學(xué)品，殺菌劑，微生物或其組合的高效凈化劑。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽可作為細(xì)菌，真菌和病毒的高效消毒劑，病菌的高效殺微生物劑或其組合。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽可作為一氧化碳，二氧化硫，氮氧化物，碳?xì)浠衔?，煙草焦油，煙堿或有毒氣體的化學(xué)轉(zhuǎn)化和/或含氣體的有毒化學(xué)品轉(zhuǎn)化為無(wú)毒形式或其組合的高效去毒劑。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，金屬是砷，汞，鉛，有毒金屬或其組合。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，細(xì)菌是大腸菌，革蘭氏陽(yáng)性，革蘭氏陰性細(xì)菌或其組合。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，真菌是致病真菌，例如是齊整小核菌，立枯絲核菌，尖孢鐮刀菌，稻瘟病菌或其組合。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，病毒本身是有傳染性的。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽是通過(guò)包括下列步驟的方法制備的(a)把過(guò)渡金屬溶液加入到可溶性堿性硅酸鹽溶液中以形成混合物；(b)調(diào)整混合物pH值和/或溫度；(c)形成包括過(guò)渡金屬硅酸鹽的沉淀；(d)洗滌和干燥沉淀得到過(guò)渡金屬硅酸鹽。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括固定在一種物質(zhì)上的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組成，該過(guò)渡金屬硅酸鹽包括一種過(guò)渡金屬，在過(guò)渡金屬硅酸鹽中過(guò)渡金屬/二氧化硅的比例是在一個(gè)大約0.34至大約19.57的范圍內(nèi)和/或具有功能性結(jié)構(gòu)，該過(guò)渡金屬硅酸鹽為一種高效凈化劑、消毒劑、去毒劑或殺微生物劑或其組合。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，物質(zhì)是選自一個(gè)由農(nóng)用聚合物，活性氧化鋁，鋁氧化物，纖維素，乙烯基酯樹(shù)脂，一種雙酚樹(shù)脂，一種異苯食品級(jí)樹(shù)脂，石英砂，硅膠或組合組成的群組。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括摻入一種物質(zhì)的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組成，該過(guò)渡金屬硅酸鹽包括一種過(guò)渡金屬，該過(guò)渡金屬硅酸鹽中過(guò)渡金屬/二氧化硅的比例是在一個(gè)大約0.34至大約19.57的范圍內(nèi)和/或具有功能結(jié)構(gòu)，該過(guò)渡金屬硅酸鹽為一種高效凈化劑，消毒劑，去毒劑或殺微生物劑或其組合。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，物質(zhì)是樹(shù)脂。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，樹(shù)脂是選自由乙烯基酯樹(shù)脂，一種雙酚樹(shù)脂，一種異苯食品級(jí)樹(shù)脂或組合組成的群組。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括一種過(guò)渡金屬的過(guò)渡金屬硅酸鹽的涂覆用組成，該過(guò)渡金屬硅酸鹽中過(guò)渡金屬/二氧化硅的比例是在一個(gè)大約0.34至大約19.57的范圍內(nèi)和/或具有功能性結(jié)構(gòu)，該過(guò)渡金屬硅酸鹽為一種高效凈化劑，消毒劑，去毒劑或殺微生物劑或其組合。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，涂層進(jìn)一步包含一種樹(shù)脂和一種固體材料。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽是選自由硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅，硅酸鋯和其組合組成的群組。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽可作為金屬，化學(xué)品，殺菌劑或微生物或其組合的高效凈化劑。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽可作為細(xì)菌，真菌，病毒，病菌微生物或其組合的高效消毒劑。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，過(guò)渡金屬硅酸鹽可作為有毒氣體和/或氣體形態(tài)中的有毒化學(xué)品例如一氧化碳，二氧化硫，氮氧化物，碳?xì)浠衔?，煙草焦油，煙堿或有毒化學(xué)品轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體或其組合的高效去毒劑。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銅時(shí)，該硅酸銅是通過(guò)在具有下列特征的酸性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和10ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶2的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶5.15(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.32481 B)2.55205 C)2.31749 D)2.08807E)2.04673X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2128.25和16.281972)1593.74和32.290183)1470.73和39.79307
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.78(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.23480 B)2.06456X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)835.63和16.200572)706.74和32.239103)502.52和39.57159在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.10383 B)2.36522 C)2.0467 D)1.21887 E)0.96688X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)940.91和16.19577 2)764.43和32.29276 3)694.85和39.77809在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的堿性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.8(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.71806 B)3.23001 C)2.6168X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)152.74和26.64983在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的極度酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.53(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.18421 B)2.06874 C)1.21231X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)400.70和16.198722)394.77和32.279563)330.02和39.71761在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的極度酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液，20ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.34(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.15561 B)2.03614X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)541.23和16.26305 2)414.21和32.36589 3)365.45和39.85131在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸鋅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶12.13(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)5.49809 B)4.55342 C)2.54593 D)2.10091 E)2.05499X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)444.15和32.759042)307.02和59.584553)263.36和28.27636在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸鋅時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的極度酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶2.46(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.38410 B)4.01910 C)2.53191 D)1.87886 E)2.01793X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2079.88和11.074672)835.44和33.525273)664.98和32.88120在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銀時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶2的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶19.57(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.36796 B)2.37847 C)3.95509 D)2.04657
X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)3945.11和32.298852)2421.27和46.274463)1835.66和27.89129在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸銀時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的酸性pH值條件下(pH值約為2)混和50ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液，8ml69-70％的HNO3和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1.04(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37171 B)4.04714 C)1.98189X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2217.87和29.334832)684.55和47.680933)674.27和42.31091在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸錳時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1.94(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)1.93412 B)2.06655X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)148.04和30.65087在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸錳時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的極度酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1.09(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.3463 B)4.17458 C)2.18228 D)2.11243 E)2.05491 F)1.999661X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)32.88和24.65599
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸鋯時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶2.90(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.42797 B)4.18272 C)2.24547 D)2.30425 E)2.18961 F)1.23086在本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是一種硅酸鋯時(shí)，其是通過(guò)在具有下列特征的極度酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)混和100ml的0.5gm/ml過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液來(lái)合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.77(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37236 B)2.82039 C)1.92596 D)1.21652 E)1.02930 F)0.93795X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)84.80和10.89433本發(fā)明還提供選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，所述金屬硅酸鹽通過(guò)在所需的pH值，溫度和硅酸根/金屬比例條件下混和相應(yīng)過(guò)渡金屬的氯化物，硝酸鹽或硫酸鹽溶液和可溶性堿性硅酸鹽溶液以生成沉淀，然后清洗和干燥沉淀得到并具有所附附圖中圖1至圖14所示的結(jié)構(gòu)且所述過(guò)渡金屬硅酸鹽顯示有選自?xún)艋瘎緞?，殺菌劑和抗微生物的功能?br> 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是任意裝載或涂覆在選自活性氧化鋁，鋁氧化物，農(nóng)用聚合物，纖維素，石英砂，硅膠，而功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽摻入樹(shù)脂且功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽包含涂覆在選自石英砂的的固體骨架上的樹(shù)脂。
本發(fā)明還提供一種凈化包含鰲合金屬，化學(xué)品及殺菌劑的水介質(zhì)的方法，所述方法包含使水介質(zhì)和選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的任意裝載或涂覆在容器的底層新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)相接觸的步驟。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，在酸性和極度酸性pH值條件下合成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽與在堿性和中性pH值條件下合成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽相比提供更佳的凈化作用。
本發(fā)明還提供一種為包含微生物，細(xì)菌，真菌及病毒的水介質(zhì)消毒的方法，所述方法包含使水介質(zhì)和選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的任意裝載或涂覆在容器的底層新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)相接觸的步驟。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，在酸性和極度酸性pH值條件下合成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽提供對(duì)微生物的的凈化和消毒作用。
本發(fā)明的另一實(shí)施例中，合成的過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)致病性病毒具有保護(hù)和/或控制作用。
發(fā)明的另一實(shí)施例中，選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的任意裝載或涂覆在容器的底層的過(guò)渡金屬硅酸鹽可以殺死革蘭氏陽(yáng)性，革蘭氏陰性細(xì)菌，真菌和病毒，這使得這些新型過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠用于清潔劑，清潔溶液，種子表皮處理物，消毒劑和香波等，以起保護(hù)作用防止微生物感染。
本發(fā)明還進(jìn)一步提供制備選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的新型功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)的方法，所述方法包括下列步驟(a)將過(guò)渡金屬鹽溶液加入到可溶性堿金屬鹽溶液中；(b)選擇反應(yīng)的pH值條件，也就是酸性或中性或堿性或極端酸性條件(通過(guò)向反應(yīng)介質(zhì)中加入酸例如HCl或HNO3)以形成沉淀，以及(c)在用蒸餾水或去離子水洗滌后，干燥生成的沒(méi)有任何可溶性物質(zhì)的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽沉淀得到功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，合成出具有各種硅酸根/金屬比的過(guò)渡金屬硅酸鹽，在選自酸性或中性或堿性或極度酸性pH值的條件下以及使用各種濃度的選自具有不同堿/二氧化硅比的可溶性二氧化硅的反應(yīng)物合成了硅酸鹽或過(guò)渡金屬含量升高或降低的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銅是在酸性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和10ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶2的硅酸鈉溶合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶5.15(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.32481 B)2.55205 C)2.31749 D)2.08807 E)2.04673X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2128.25和16.28197 2)1593.74和32.29018 3)1470.73和39.79307在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銅是在酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.78(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.23480 B)2.06456
X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)835.63和16.20057 2)706.74和32.23910 3)502.52和39.57159在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銅是在中性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.10383 B)2.36522 C)2.0467 D)1.21887 E)0.96688X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)940.91和16.19577 2)764.43和32.29276 3)694.85和39.77809在本發(fā)明另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銅是在具有下列特征的堿性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.8(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.71806 B)3.23001 C)2.6168X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)152.74和26.64983在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銅是在極端酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.53(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.18421 B)2.06874 C)1.21231X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)400.70和16.198722)394.77和32.279563)330.02和39.71761在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銅是在極端酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液，20ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.34(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.15561 B)2.03614X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝
1)541.23和16.263052)414.21和32.365893)365.45和39.85131在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸鋅是在中性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶12.13(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)5.49809 B)4.55342 C)2.54593 D)2.10091E)2.05499X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)444.15和32.759042)307.02和59.584553)263.36和28.27636在本發(fā)明的一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸鋅是在極端酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶2.46(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.38410 B)4.01910 C)2.53191 D)1.87886 E)2.01793X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2079.88和11.074672)835.44和33.525273)664.98和32.88120在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銀是在中性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶2的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶19.57(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.36796 B)2.37847 C)3.95509 D)2.04657X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)3945.11和32.298852)2421.27和46.27446
3)1835.66和27.89129在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸銀是在極端酸性pH值條件下(pH值約為2)通過(guò)混和50ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液，8ml 69％-70％的HNO3和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1.04(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37171 B)4.04714 C)1.98189X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2217.87和29.334832)684.55和47.680933)674.27和42.31091在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸錳是在具有下列特征的中性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1.94(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)1.93412 B)2.06655X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)148.04和30.65087在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸錳是在具有下列特征的極端酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶1.09(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.3463 B)4.17458 C)2.18228 D)2.11243 E)2.05491 F)1.999661X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)32.88和24.65599在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸鋯是在具有下列特征的中性pH值條件下通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶2.90(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.42797 B)4.18272 C)2.24547 D)2.30425 E)2.18961 F)1.23086
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有下面給出的特征的硅酸鋯是在具有下列特征的極端酸性pH值條件下于70℃至90℃范圍內(nèi)通過(guò)混和100ml 0.5gm/ml的過(guò)渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化硅比例為1∶1的硅酸鈉溶液合成的。
二氧化硅∶過(guò)渡金屬比為＝1∶0.77(對(duì)二氧化硅/過(guò)渡金屬比進(jìn)行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37236 B)2.82039 C)1.92596 D)1.21652 E)1.02930 F)0.93795X射線(xiàn)衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)84.80和10.89433在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠除去重金屬例如砷，汞等，因而使得可以使用這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽凈化水介質(zhì)，例如金屬污染的飲用水，地下水，工業(yè)污染物和任何其它金屬污染源。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠除去化學(xué)污染物，例如三鹵甲烷，多氯化聯(lián)二苯，半揮發(fā)性有機(jī)混合物，揮發(fā)性有機(jī)混合物和苯酚。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可以控制植物病原體例如齊整小核菌，立枯絲核菌，尖孢鐮刀菌，稻瘟病菌，這一特性使得功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠用作高效殺菌劑。
本發(fā)明還提供一種制備固定在選自農(nóng)用聚合物，活性氧化鋁，纖維素，鋁氧化物，石英砂，硅膠的底層材料上的選自硅酸銅，硅酸銀，硅酸錳，硅酸鋅和硅酸鋯的適合用于柱凈化或批凈化方式的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的方法，所述方法包括下列步驟(a)將含有選自氯化物或硫酸鹽或硝酸鹽的過(guò)渡金屬鹽的溶液加入到選自農(nóng)用聚合物，活性氧化鋁，纖維素，鋁氧化物，石英砂，硅膠的底層材料中；(b)把溶有步驟(a)的底物的過(guò)渡金屬鹽溶液和堿性硅酸鹽溶液混在一塊；(c)在70℃-90℃下加熱混合物并在室溫下放置10-14小時(shí)，以及(d)用蒸餾水或去離子水洗去自由的或不固定的物質(zhì)獲得固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，固定在底物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的量基于過(guò)渡金屬鹽的初始濃度、可溶性硅化物、反應(yīng)時(shí)間、底物顆粒的大小和底物的類(lèi)型以及固定的理化方式而改變。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽通過(guò)物理或化學(xué)方法而固定。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽固定在例如為石英砂的固體骨架上，其適合通過(guò)直接地把功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽整合到樹(shù)脂中并將含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽涂覆在石英砂上以柱的方式或批處理的方式進(jìn)行凈化。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠去除掉例如為砷、汞等金屬，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以?xún)艋饘傥廴镜娘嬘盟?、地下水以及任何其它金屬污染的河流?br> 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，能夠滅除來(lái)自水中的大腸菌，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以?xún)艋泻ξ⑸锏乃?br> 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在農(nóng)用聚合物上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，能夠去除掉水中的原生動(dòng)物、微小隱孢子蟲(chóng)，此特性能夠使功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以避免并/或控制原生動(dòng)物的傳染。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，能夠從水中去除掉小兒麻痹病毒和輪狀病毒，此特性能夠使功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以避免并/或控制致病病毒的傳染。
本發(fā)明還提供了一種制備選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的包含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂的方法，上述功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽作為去污劑從水介質(zhì)中螯合金屬、化學(xué)藥品和殺蟲(chóng)劑，作為消毒劑從水介質(zhì)中消除例如為細(xì)菌、真菌和病毒的微生物，作為殺滅真菌、細(xì)菌等殺菌劑、保護(hù)種衣，抵御蟲(chóng)害，在去污劑種抑制微生物活性，作為清潔溶液以及縱列或成批方式的有毒氣體、煙堿和焦油的去毒劑，上述方法包含以下步驟(a)往選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹(shù)脂中加入5-20％重量的過(guò)渡金屬硅酸鹽；(b)在70℃-90℃不加催化劑或加速劑的條件下干燥步驟(a)中的混合物，以及(c)研磨上述最終物質(zhì)到所需的尺寸大小。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，整合到選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹(shù)脂中的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠去除掉例如為砷、汞等金屬，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以?xún)艋饘傥廴镜娘嬘盟?、地下水以及任何其它金屬污染的河流。functional transition metal silicatecontaining resin coated s和在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，整合到選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹(shù)脂中的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠滅除來(lái)自水中的大腸細(xì)菌，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以?xún)艋泻ξ⑸锏乃?br> 本發(fā)明提供了一種制備例如為石英砂的固體物質(zhì)的方法，該物質(zhì)適于作為去污劑從水介質(zhì)中螯合金屬、化學(xué)藥品和殺蟲(chóng)劑，作為消毒劑從水介質(zhì)中消除例如為細(xì)菌、真菌和病毒的微生物，作為殺滅真菌、細(xì)菌等殺菌劑、保護(hù)種衣，抵御蟲(chóng)害，在去污劑種抑制微生物活性，作為清潔溶液以及縱列或成批方式的有毒氣體、煙堿和焦油的去毒劑，其涂覆選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的包含選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂。上述方法包含以下步驟(i)以0.5∶1到4∶1的重量體積比把功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽加入到樹(shù)脂中；(ii)把步驟(i)中含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂與選自尺寸為50-1000微米的石英砂的固體骨架以1∶5到1∶50的體積比徹底混勻，以及(iii)在70℃-90℃不加催化劑或加速劑的條件下干燥步驟(ii)中的混合物涂樹(shù)脂的沙或者在室溫下保持一周以獲得涂覆固體物質(zhì)的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，涂覆沙礫的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠去除掉例如為砷、汞等金屬，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以?xún)艋饘傥廴镜娘嬘盟⒌叵滤约叭魏纹渌饘傥廴镜暮恿鳌?br> 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，涂覆沙礫的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能夠滅除來(lái)自水中的大腸細(xì)菌，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以?xún)艋泻ξ⑸锏乃?br> 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠除去像來(lái)自燃燒氣體的一氧化碳、二氧化硫、一氧化二氮以及碳?xì)浠衔锏挠卸練怏w，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽含有過(guò)濾作用而作為有毒氣體過(guò)濾器。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠通過(guò)顯著的減少一氧化碳、二氧化硫、一氧化二氮、碳?xì)浠衔铩⒔褂秃蜔焿A而消除香煙的煙塵毒性，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽含有過(guò)濾作用可過(guò)濾有毒氣體以及用作化學(xué)純化以及/或者做有毒氣體到無(wú)毒氣體的化學(xué)轉(zhuǎn)化。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠去除掉選自例如為硫丹的氯代烴類(lèi)、例如為亞減寧的合成除蟲(chóng)菊酯和例如為chloripyriphos的有機(jī)磷酸酯的污染，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽作為殺蟲(chóng)劑的凈化劑。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠去除水介質(zhì)中的蛋白質(zhì)而能用以移除或去除掉從生物處理行業(yè)的廢水中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，從而防止無(wú)用的蛋白質(zhì)的污染。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠去除水中的真菌，此特性能夠使固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用以避免并/或控制真菌的傳染。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠排除來(lái)自氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷(bromodichloroethane)、二溴氯乙烷(dibromochloroethane)、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷(dichloro-3-bromopropane)的三鹵甲烷的污染。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠排除來(lái)自2，3-二氯聯(lián)苯、三氯聯(lián)苯、四氯聯(lián)苯、五氯聯(lián)苯、六氯聯(lián)苯、七氯聯(lián)苯、八氯聯(lián)苯的多氯化聯(lián)苯的污染。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠排除來(lái)自下列揮發(fā)性有機(jī)化合物的污染1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，3-二氯丙烷、溴氯甲烷、1，2-二溴乙烷、氯苯、1，2-二甲基苯、1，3-二甲基苯、鄰二甲苯、異丙基苯、1，1，2，2-四氯乙烷、溴苯、2-氯甲苯、丙基苯、1-氯-4-甲基苯、1，2，3-三甲基苯、4-異丙基甲苯、1，2-二乙基苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、甲苯、丁苯、1，2-二溴-3-氯丙烷、1，2，4-三氯苯、萘、1，2，3-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，3，4-三氯苯、1，3-butadienel，1，2，3，4；benzene 2-bromo 1，3，5；硝基苯、苯乙烯、苯甲酸芐酯、1，2，3，4-四甲基苯、1-氯-2-丙基苯和4-bromo 3-chloroanilene.
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠排除半揮發(fā)性有機(jī)化合物的污染(例如1，4-二氯苯、六氯乙烷、1，2，3-三氯苯、1，3丁二烯，1，1，2，3，4、2-氯萘、苊烯、二氫苊、4-二(1，1-imet)苯酚、二乙基鄰苯二甲酸酯、芴、3-氯苯酚、二苯胺、4-溴苯基苯基醚、六氯苯、菲、蒽、二丁基鄰苯二甲酸酯、熒蒽、芘、芐基丁基鄰苯二甲酸酯、屈、雙(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯、2，3，4，5-四溴苯酚、二正辛基基鄰苯二甲酸酯、苯并(b)熒蒽、苯并(k)熒蒽、苯并(a)芘、茚并(1，2，3-cd)芘、二苯并(a，h)蒽、苯并(g，h，l)苝)。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、agropolymers、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠排除酚類(lèi)的污染(例如安息香酸、2，4，5-三氯苯酚、3-硝基苯胺、3-硝基酚、4-硝基酚、2，4-二硝基酚、4-硝基苯胺和五氯苯酚)。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫能夠在例如為煮器等高溫區(qū)域有效排除污染和消毒，這是由于這種材料的熱穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫對(duì)于細(xì)菌、真菌和病毒呈現(xiàn)殺滅微生物的狀態(tài)從而使功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽具有殺菌劑的作用。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠等物質(zhì)上的選自硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，或者整合到樹(shù)脂中的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽或涂覆有含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的沙礫，具有各種金屬硅酸根比值呈現(xiàn)不同功能，這提供了一種方法來(lái)獲得過(guò)渡金屬和硅酸鹽的選擇性結(jié)合用以功能性地獲得高效的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽用在例如為催化劑制造業(yè)和沸石雜合或摻雜的其它各種應(yīng)用上。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，從選擇的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽獲得所需功能的內(nèi)含物通過(guò)優(yōu)化合成條件而獲得，選擇吸附砷的內(nèi)含物為硅酸銀，消除細(xì)菌污染功能的內(nèi)含物為硅酸鋯，有效殺滅微生物(殺細(xì)菌和真菌)能力的內(nèi)含物為硅酸銅。
現(xiàn)在將詳實(shí)闡述本發(fā)明并舉例闡明本發(fā)明的各種特征。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了排除金屬和化學(xué)品的污染并殺滅微生物的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的合成各種類(lèi)型的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的合成是通過(guò)不同濃度的過(guò)渡金屬硅酸鹽溶液和含堿的可溶性二氧化硅(具有不同的二氧化硅/堿比)在例如各種pH和溫度的不同反應(yīng)條件下反應(yīng)獲得的。
現(xiàn)在本發(fā)明將闡述一種用于功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽合成的方法。
過(guò)渡金屬鹽溶液(氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)與可溶性二氧化硅反應(yīng)。堿介質(zhì)中的可溶性二氧化硅通過(guò)各種方法制備，例如在水(蒸餾水或去離子水)中溶解硅酸鈉或硅酸鉀或者在水(蒸餾水或去離子水)中溶解例如為氫氧化鈉或氫氧化鉀的堿中的無(wú)定形二氧化硅。不同的二氧化硅和堿的比例在可溶性二氧化硅溶液中獲得，用合乎要求數(shù)量的堿溶解無(wú)定形二氧化硅。不同濃度的過(guò)渡金屬硅酸鹽同可溶性二氧化硅(含不同量的堿)在不同的pH值和各種溫度下反應(yīng)獲得各種類(lèi)型的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。過(guò)渡性金屬鹽同可溶性二氧化硅反應(yīng)后得到的沉淀用蒸餾水或去離子水深洗而去除可溶物質(zhì)。
功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的合成純化物利用SEM/EDAX(ESEM，XL-30)，ESR(JEOL，JES-FA-200)，和XRD(PHILIPS，PW-1830)和其它分析評(píng)估程序(例如AAS，ICP-AES等)來(lái)分析推定成分、結(jié)構(gòu)等詳細(xì)情況。
這些物質(zhì)(功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽)被評(píng)估出它們相對(duì)的功能特性例如凈化、消毒、殺菌、毒氣消除以及煙堿和焦油的消除等特性。
金屬去除能力通過(guò)估算這些不同的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽吸附砷的能力而進(jìn)行化驗(yàn)。含砷的水同功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽反應(yīng)并且功能性過(guò)渡金屬硅酸吸附砷的含量利用AAS or ICP-AES進(jìn)行評(píng)估。
這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的殺滅微生物的能力通過(guò)測(cè)量從污染的飲用水中消除的細(xì)菌(大腸菌或噬菌體)的數(shù)量進(jìn)行化驗(yàn)。含大腸菌或噬菌體的污染水加入正常的引用水中并化驗(yàn)用功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽處理前后的細(xì)菌數(shù)量。細(xì)菌化驗(yàn)通過(guò)計(jì)算單菌落進(jìn)行，這些單菌落通過(guò)把含細(xì)菌的水接種到含有培養(yǎng)基的有蓋培養(yǎng)皿而獲得。
利用有毒食品技術(shù)(把實(shí)驗(yàn)材料加入到真菌培養(yǎng)基中并測(cè)量真菌相對(duì)于對(duì)照的生長(zhǎng))化驗(yàn)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)齊整小核菌、立枯絲核菌、尖孢鐮刀菌和稻瘟病菌的相對(duì)殺滅真菌的狀態(tài)。測(cè)得培養(yǎng)皿上的真菌生長(zhǎng)半徑并計(jì)算真菌的生長(zhǎng)抑制百分率。
通過(guò)把功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽混合到細(xì)菌培養(yǎng)基中化驗(yàn)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)例如為金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、綠膿桿菌和大腸桿菌的革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的殺滅微生物的活性。含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的培養(yǎng)基中細(xì)菌生長(zhǎng)率同培養(yǎng)皿上的對(duì)照(沒(méi)有功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的培養(yǎng)基上細(xì)菌生長(zhǎng)率)進(jìn)行對(duì)比。
通過(guò)往培養(yǎng)基中加入各種濃度(例如為0.06，0.125，0.25％)的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽化驗(yàn)含不同的金屬和硅酸根比值的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)細(xì)菌的相對(duì)的殺菌狀態(tài)。
通過(guò)分批法利用水中的抗菌素化驗(yàn)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的濾除去除能力。
通過(guò)往例如為三鹵甲烷(氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷(bromodichloroethane)、二溴氯乙烷(dibromochloroethane)、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)的致污物中加入功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽化驗(yàn)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的排除化學(xué)污染的能力。充分搖動(dòng)溶于水中的功能性金屬硅酸鹽和化學(xué)污染物15分鐘后，使生成的含有功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的水沉淀兩個(gè)小時(shí)。利用GC-FID o或GC-ECD或GC/MS/MS分析化學(xué)污染物含量。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供排除污染(金屬、化學(xué)和殺蟲(chóng)劑)，殺滅微生物(真菌、原生動(dòng)物、細(xì)菌和病毒)以及消除有毒氣體、煙堿和焦油等的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
過(guò)渡性金屬(銀、銅、鋅、錳和鋯)鹽溶液(例如為這些金屬的氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)與例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂和硅膠的物質(zhì)混合，通過(guò)硅酸鈉或硅酸鉀溶液的處理獲得相應(yīng)的固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽。該過(guò)程可以以另一種方式而實(shí)現(xiàn)，即先把硅酸鈉或硅酸鉀加入到例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂和硅膠的物質(zhì)中，通過(guò)用銀、銅、鋅、錳和鋯的鹽(例如為這些金屬的氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)進(jìn)行處理獲得相應(yīng)的固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽。
過(guò)渡性金屬(銀、銅、鋅、錳和鋯)鹽溶液(例如為這些金屬的氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)加入到含硅酸鈉或硅酸鉀的溶液的處理分別獲得固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽，這樣獲得的過(guò)渡金屬硅酸鹽同例如為食品等級(jí)的乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹(shù)脂混合在一起，而不用催化劑(例如辛酸鈷)在70℃-90℃加熱后使其聚合。然后粉碎這些材料得到所需的顆粒大小。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中提供了一種生產(chǎn)固定的過(guò)渡金屬物質(zhì)(硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯)的方法，上述方法包含以下步驟。
a)把可溶性的過(guò)渡金屬鹽溶液加入到選擇的骨架上用于固定例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂和硅膠。
b)利用硅酸鈉或硅酸鉀溶液處理含有金屬鹽的骨架來(lái)獲得相應(yīng)的固定在骨架上的金屬硅酸鹽。
c)用蒸餾水或去離子水深洗從例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂和硅膠的骨架上除去自由的不固定的物質(zhì)。
d)通過(guò)離心、過(guò)濾和/或通過(guò)加熱干燥最終的物質(zhì)。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及通過(guò)把功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽整合到例如為食品等級(jí)的乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹(shù)脂中生產(chǎn)固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銀、硅酸銅、硅酸鋅、硅酸錳和硅酸鋯)的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及生產(chǎn)含有涂覆例如為石英砂的固體骨架的樹(shù)脂(例如為食品等級(jí)的乙烯基酯、苯酚或異酞酸脂)的固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銀、硅酸銅、硅酸鋅、硅酸錳和硅酸鋯)的方法。
現(xiàn)在本發(fā)明將闡述一種用于生產(chǎn)固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽的方法。多數(shù)的這種固定在中性反應(yīng)條件(6-7pH)或酸性反應(yīng)條件(2pH)進(jìn)行。
下面這些實(shí)例是解釋而不是限定本發(fā)明的發(fā)明范圍，也就是說(shuō)，可以利用各種其它骨架和各種反應(yīng)條件生產(chǎn)固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
活性氧化鋁上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定把過(guò)渡金屬硅酸鹽溶液(0.5g/ml)加入到活性鋁顆粒上接著加入堿性硅酸鹽溶液(例如硅酸鈉或硅酸鉀0.5g/ml，堿∶二氧化硅＝1∶1)從而獲得固定在活性氧化鋁上的過(guò)渡金屬硅酸鹽。選擇各種尺寸的活性氧化鋁(100-2000微米)來(lái)獲得固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。連同前述的各種的金屬鹽對(duì)堿的濃度選擇各種反應(yīng)時(shí)間和初始的化學(xué)藥品濃度用于固定。通過(guò)利用蒸餾水和去離子水深洗去除自由的不固定的物質(zhì)?；谕扛驳臄?shù)量和不同的反應(yīng)條件在活性氧化鋁上取得1-9％(w/w)的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定含量。
氧化鋁上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定把中性氧化鋁(柱層析級(jí))和過(guò)渡金屬鹽溶液(0.5g/ml)混合，隨后通過(guò)加入硅酸鈉或硅酸鉀溶液(0.5g/ml，堿∶二氧化硅＝1∶1)進(jìn)行功能性金屬硅酸鹽的成形和固定。自由的不固定的物質(zhì)用蒸餾水或去離子水徹底的洗滌。
基于涂覆的數(shù)量在氧化鋁上功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定可達(dá)到2-10％(w/w)。
農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定
把過(guò)渡金屬鹽溶液(0.5g/ml)加入各種來(lái)自各種作物的種殼的農(nóng)用聚合物上，通過(guò)在pH為3-4條件下加入硅酸鈉或硅酸鉀溶液(0.5g/ml，堿∶二氧化硅＝1∶1)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽被固定。自由的物質(zhì)用蒸餾水或去離子水廣泛的洗滌，最終的含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的農(nóng)用聚合物在室溫下或通過(guò)加入而干燥。
基于涂覆層的數(shù)量農(nóng)用聚合物上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的量從2％到25％(w/w)變化。
纖維素上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定微晶體狀的纖維素(柱層析級(jí))和過(guò)渡金屬鹽溶液(0.5g/ml)混合，通過(guò)加入硅酸鈉或硅酸鉀溶液(0.5g/ml，堿∶二氧化硅＝1∶1)進(jìn)行固定。用蒸餾水或去離子水廣泛的洗滌除去自由的或不固定的物質(zhì)后，干燥功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽固定的物質(zhì)。基于涂覆層的數(shù)量纖維素上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的量從3％到10％(w/w)變化。
硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定把過(guò)渡性金屬鹽溶液(0.5g/ml)加入到硅膠(500微米)中，通過(guò)加入硅酸鈉或硅酸鉀溶液(0.5g/ml，堿∶二氧化硅＝1∶1)進(jìn)行固定。用蒸餾水或去離子水廣泛的洗滌除去自由的或不固定的物質(zhì)，100℃干燥后獲得硅膠上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定各種尺寸的石英砂用輕酸(0.1％的鹽酸或硫酸)徹底洗滌，隨后除去酸性，加入過(guò)渡金屬鹽溶液，在室溫或烘箱中干燥，在沙礫上獲得更多的過(guò)渡金屬層。之后把硅酸鈉或硅酸鉀溶液(0.5g/ml，堿∶二氧化硅＝1∶1)徹底地混合到干燥的結(jié)合金屬鹽的沙礫，在2-3pH下獲得固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。自由的，未結(jié)合的或未固定的金屬或其它物質(zhì)和最終物質(zhì)被干燥。基于涂覆層的數(shù)量石英砂上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的量達(dá)到0.1-1.5％(w/w)。
功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽通過(guò)整合到乙烯基酯或苯酚或者異酞酸脂樹(shù)脂的固定前述銀、銅、鋅、錳和鋯鹽(例如氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)加入到硅酸鈉或硅酸鉀溶液中在酸性反應(yīng)條件下(pH 2)獲得功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，這些所得的過(guò)渡金屬硅酸鹽同例如為乙烯基酯或苯酚或異酞酸脂的樹(shù)脂混合在一起，而不用金屬催化劑(例如辛酸鈷)在70℃-90℃加熱后使其聚合。然后粉碎這些材料得到所需的顆粒大小。5-20％(w/v)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽整合到了樹(shù)脂中。
通過(guò)研磨和/或通過(guò)所需尺寸網(wǎng)孔的獲得所需尺寸的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(以微米為單位)。
含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽涂覆于例如為石英砂的固體骨架材料上在酸性pH反應(yīng)條件下產(chǎn)生的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銀、硅酸銅、硅酸鋅、硅酸鋯和硅酸錳)同例如為食品等級(jí)的乙烯基酯或苯酚或異酞酸脂的樹(shù)脂以從0.5∶1到4∶1(w/v)的各種劑量混合。這些含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽通過(guò)充分的混合涂覆于例如為石英砂的固體骨架材料上。這些涂覆樹(shù)脂的石英砂不用催化劑或加速劑在70℃-90℃或室溫下保持一周進(jìn)行干燥，使其聚合。
固定在骨架上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的數(shù)量基于過(guò)渡金屬鹽的初始濃度、可溶性二氧化硅、反應(yīng)時(shí)間、骨架顆粒的大小和類(lèi)型以及固定的理化方式而改變。本發(fā)明的固定方法能夠進(jìn)行分類(lèi)，如為物理的或化學(xué)或直接整合入樹(shù)脂或者含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽覆于例如為石英砂的固體骨架材料上。
化學(xué)固定是指過(guò)渡金屬鹽溶液起反應(yīng)或者過(guò)渡金屬鹽同例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農(nóng)用聚合物和硅膠的可選擇的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)鍵合?；钚匝趸X是兩性的，它傳遞電子給帶電荷的銅。農(nóng)用聚合物含有過(guò)渡金屬結(jié)合反應(yīng)活性位點(diǎn)，能夠在它上面吸附大量的過(guò)渡金屬。
功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的物理固定在纖維素、石英砂上進(jìn)行，并整合到樹(shù)脂中。
固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽有廣泛的用于凈化消毒和其它各種領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用。上述功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的廣泛應(yīng)用是本發(fā)明的一個(gè)重要方面。
依照本發(fā)明關(guān)于利用活性氧化鋁、鋁氧化物、纖維素、樹(shù)脂、石英砂生產(chǎn)固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的方法，功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽和樹(shù)脂整合在一起并且含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂覆于例如為石英砂的固體骨架上。
固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的制造方法流程圖
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種利用功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽除去例如為砷、汞等的有毒金屬，殺滅例如為真菌、細(xì)菌、病毒的微生物和原生動(dòng)物的方法得到闡述。
本發(fā)明闡述了功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定，例如通過(guò)以下三種方法1.在例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、纖維素、乙烯基酯樹(shù)脂、苯酚樹(shù)脂、異酞酸脂食品級(jí)樹(shù)脂、石英砂和硅膠的物質(zhì)上固定。
2.把功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽整合入例如為乙烯基酯或苯酚樹(shù)脂或異酞酸脂食品級(jí)樹(shù)脂中，隨后和這些樹(shù)脂聚合。
3.含有樹(shù)脂的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽覆于例如為石英砂的固體骨架上。
本發(fā)明涉及固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的高效利用。
盡管已知有許多方法利用金屬進(jìn)行排除污染和消毒，但是還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出綜合的用于排除金屬、化學(xué)污染和/或微生物消毒的方法。本方法以較低的成本和有效的方式提供和整合了對(duì)飲用水和其它被污染水進(jìn)行凈化和消毒的方法。


下面的信息披露了功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的結(jié)構(gòu)詳細(xì)情況的概要說(shuō)明圖1-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銅(在酸性反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖1-B為硅酸銅(在酸性反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖1-C為硅酸銅(在酸性反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖2-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銅(在酸性反應(yīng)條件及高溫70至90℃下合成)的成分分析圖。
圖2-B為硅酸銅(在酸性反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖2-C為硅酸銅(在酸性反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖3-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銅(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖3-B為硅酸銅(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖3-C為硅酸銅(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖4-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銅(在堿性(PH10-11)反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖4-B為硅酸銅(在堿性(PH10-11)反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖4-C為硅酸銅(在堿性(PH10-11)反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖5-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銅(在通過(guò)增加10ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖5-B為硅酸銅(在通過(guò)增加10ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖5-C為硅酸銅(在通過(guò)增加10ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖6-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銅(在通過(guò)增加20ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖6-B為硅酸銅(在通過(guò)增加20ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖6-C為硅酸銅(在通過(guò)增加20ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖7-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸鋅(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖7-B為硅酸鋅(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖7-C為硅酸鋅(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖8-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸鋅(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖8-B為硅酸鋅(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖8-C為硅酸鋅(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖9-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銀(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖9-B為硅酸銀(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖9-C為硅酸銀(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖10-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸銀(在酸性(PH2)反應(yīng)條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖10-B為硅酸銀(在酸性反應(yīng)條件(PH2)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖10-C為硅酸銀(在酸性反應(yīng)條件(PH2)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖11-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸錳(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖11-B為硅酸錳(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖11-C為硅酸錳(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖12-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸錳(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖12-B為硅酸錳(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖12-C為硅酸錳(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖13-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸鋯(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的成分分析圖。
圖13-B為硅酸鋯(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖13-C為硅酸鋯(在中性(PH6-7)反應(yīng)條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖14-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的硅酸鋯(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖14-B為硅酸鋯(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖14-C為硅酸鋯(在極酸性反應(yīng)條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)SEM/EDAX(ESEM，XL-30)，ESR(JEOL，JES-FA-200)，及XRD(PHILIPS，PW-1830)分析功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽以了解成分、結(jié)構(gòu)等詳細(xì)情況。
現(xiàn)在申請(qǐng)人以實(shí)例和圖解的方式提供本發(fā)明下述的詳細(xì)說(shuō)明，這不應(yīng)該解釋為對(duì)本發(fā)明范圍的任何方式的限制。
硅酸銅的合成用下面的例子對(duì)硅酸銅的合成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
1.在酸性反應(yīng)條件下硅酸銅的合成10ml硅酸根/鈉比為2∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)加入到100ml的氯化銅溶液中(Cucl22H2O，0.5g/ml)。反應(yīng)條件為酸性。
去除上清后得到的最終的沉淀用蒸餾水或去離子水徹底洗滌后進(jìn)行干燥。
利用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)分析硅酸銅并進(jìn)一步用AAS或ICP-AES進(jìn)行分析驗(yàn)證，表明硅酸根/銅比為1∶5.15(圖1-A)。
利用電子自旋共振波譜儀分析硅酸銅，結(jié)果所得的特征峰值g列于下面(如圖1-B和表1所示)。
A)4.32481 B)2.55205 C)2.31749 D)2.08807 E)2.04673硅酸銅的X射線(xiàn)衍射分析結(jié)果如圖4所示有8個(gè)峰，其中有3個(gè)顯著的峰，這三個(gè)峰的峰高(counts/s)和角度(°2theta)列于下面(如圖1-C和表1所示)。
1)2128.25和16.28197 2)1593.74和32.29018 3)1470.73和39.79307當(dāng)500mg的這種物質(zhì)通過(guò)和1升含砷2.5ppmm的砷酸鈉溶液進(jìn)行混合處理時(shí)，硅酸銅去除的砷達(dá)到42.5％(表1)。
當(dāng)10mg硅酸銅加入到1升受大腸菌污染的飲用水中時(shí)，硅酸銅從飲用水中殺滅了2.72×105的大腸菌(表1)。
當(dāng)硅酸銅(0.25％)與細(xì)菌培養(yǎng)液混合在一起時(shí)，硅酸銅抑制例如為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、枯草桿菌的革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)。
在培養(yǎng)基中0.125％甚至0.06％濃度的硅酸銅就抑制大腸桿菌的生長(zhǎng)(表4)。
用0.25％的硅酸銅混入真菌的培養(yǎng)基中，硅酸銅對(duì)a)齊整小核菌、b)立枯絲核菌、c)尖孢鐮刀菌和d)稻瘟病菌的生長(zhǎng)抑制分別達(dá)到了32.93、73.2，、76.8和100％(表6)。
用噬菌體對(duì)硅酸銅濾過(guò)性消毒的性能進(jìn)行分析，用硅酸銅殺滅病毒。
本研究所用的噬菌體，它們的等電點(diǎn)(pl)和它們的宿主如下MS2(ATCC155597-B1)，pl 3.9，大腸桿菌C-3000(ATCC 15997)；NX-174(ATCC 13706-B1)pl6.6，大腸桿菌(ATCC 13706)；和PRD-1，pl 4.2，鼠傷寒沙門(mén)氏菌(ATCC 19585)。利用其宿主和Snustad，S.A.和D.S.Dean描述的軟瓊脂覆蓋層(Genetic experiments withbacterial viruses，1971，W.H.Freeman and Co.，San Francisco)以蝕斑形成單位(PFU)化驗(yàn)噬菌體。
分批吸附研究無(wú)菌稱(chēng)量300毫克的硅酸銅放入三個(gè)無(wú)菌的50ml錐底離心管的每一個(gè)中。等份的噬菌體加入到100ml無(wú)菌去離子水(DI，pH 7.8-8.4)獲得最終接近105pfu/ml的濃度。三個(gè)含有上述物質(zhì)的試管中的每一個(gè)加入15毫升接種的去離子水。對(duì)照試管含有接種的去離子水不含上述物質(zhì)。密封試管然后放在旋轉(zhuǎn)混合器上中等速度(0.8rps)10分鐘。移去試管3000g離心5分鐘。移除懸浮的部分和對(duì)照接種去離子水，梯度稀釋?zhuān)蒙鲜龈鞣N噬菌體進(jìn)行化驗(yàn)。
硅酸銅去除越90％的例如為MS-2，X174和PRD-1的噬菌體病毒。
當(dāng)硅酸銅(500mg)加入到溶于水中的三鹵甲烷(例如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷(bromodichloroethane)、二溴氯乙烷(dibromochloroethane)、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，dichloro-3-bromopropane)中時(shí)，硅酸銅顯現(xiàn)了去除化學(xué)污染的性能。充分的混合8.950ppm的三鹵甲烷溶液后，沉淀硅酸銅后的上清分析表明硅酸銅去除了三鹵甲烷。硅酸銅從8.95ppm的三鹵甲烷去除了5.4ppm的三鹵甲烷(如表8所示)。
2.在酸性和高溫(70℃-90℃)條件下硅酸銅的合成50ml硅酸根/鈉比為1∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)加入到100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中。徹底混合后加熱反應(yīng)物至70℃-90℃并過(guò)夜保持12小時(shí)。所得沉淀用蒸餾水或去離子水徹底洗滌并在烘箱中100℃干燥。
利用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)分析硅酸銅并進(jìn)一步用AAS或ICP-AES分析驗(yàn)證(圖2-A)，表明硅酸根與銅的比為1∶0.78.
利用電子自旋共振波譜儀分析硅酸銅，結(jié)果所得的特征峰值g列于下面(如圖2-B和表1所示)。
A)2.23480 B)2.06456硅酸銅的X射線(xiàn)衍射分析結(jié)果如圖6所示有7個(gè)峰，其中有3個(gè)顯著的峰，這三個(gè)峰的峰高(counts/s)和角度(°2theta)列于下面(如圖2-C和表1所示)。
1)835.63和16.20057 2)706.74和32.23910 3)502.52和39.57159當(dāng)500mg的這種物質(zhì)通過(guò)和1升含砷2.5ppmm的砷酸鈉溶液進(jìn)行混合處理時(shí)，硅酸銅去除的砷達(dá)到55.8％(如表1所示)。
當(dāng)10mg硅酸銅加入到1升受大腸菌污染的飲用水中時(shí)，硅酸銅從飲用水中殺滅了2.72×105的大腸菌(表1)。
3.中性反應(yīng)條件下(pH6-7)硅酸銅的合成適量的硅酸根/鈉比為1∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)加入到100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中獲得中性pH條件。用蒸餾水或去離子水徹底洗滌后去除上清并干燥得到含有硅酸銅的最終沉淀。
利用掃描電子顯微鏡所附的EDAX分析硅酸銅并進(jìn)一步用AAS或ICP-AES進(jìn)行分析驗(yàn)證，表明硅酸根/銅比為1∶1(圖3-A)。
利用電子自旋共振波譜儀分析硅酸銅，結(jié)果所得的特征峰值g列于下面(如圖3-B和表1所示)。
A)3.10383 B)2.36522 C)2.0467 D)1.21887 E)0.96688對(duì)硅酸銅進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖3-C所示的6個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖3-C和表1所示)1.940.90和16.195772.764.43和32.292763.694.85和39.77809用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸銅材料500mg進(jìn)行混合處理，上述硅酸銅去除的砷達(dá)到27.7％(表1)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入10mg硅酸銅，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌(表1)。
該硅酸銅可抑制真菌生長(zhǎng)，如a)齊整小核菌、b)立枯絲核菌、c)尖孢鐮刀菌、d)稻瘟病菌(表6)，硅酸銅在真菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的濃度為0.25％時(shí)，可分別達(dá)到24.7％、59.0％、68.3％和88.5％的抑菌率。
4.在基本反應(yīng)條件下合成硅酸銅(pH10-11)向100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中加入硅酸根∶鈉為1∶1的所需量的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)，得到基本的pH條件(10-11pH)。除去上清液，用蒸餾水或去離子水徹底洗滌后干燥，即得到最終的沉淀物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與銅的比例為1∶0.83(圖4-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖4-B和表1所示)
A)3.71806 B)3.23001 C)2.61681對(duì)硅酸銅進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖4-C所示的3個(gè)峰，其中顯示了1個(gè)顯著的峰，該峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)如下(如圖4-C和表1所示)1)152.74和26.64983用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸銅材料500mg進(jìn)行混合處理，該硅酸銅去除的砷達(dá)到8％。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg硅酸銅，只能殺滅2.72×105個(gè)大腸菌的21.69％(表1)。
5.在極其酸性反應(yīng)條件(小于pH2)下向反應(yīng)介質(zhì)中加入10ml 36％HCl來(lái)合成硅酸銅向100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中加入10ml 36％的分析純鹽酸。向該酸性氯化銅溶液中加入50ml硅酸∶鈉為1∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)。充分混合后，將反應(yīng)物加熱到70℃-90℃，并維持過(guò)夜12小時(shí)。用蒸餾水或去離子水大量洗滌并在烘箱內(nèi)100℃干燥后得到沉淀物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與銅的比例為1∶0.53(圖5-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖5-B和表1所示)A)2.18421 B)2.06874 C)1.21231對(duì)上述硅酸銅進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖5-C所示的6個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖5-C和表1所示)1)400.70和16.198722)394.77和32.279563)330.02和39.71761用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸銅材料500mg進(jìn)行混合處理，該硅酸銅去除的砷達(dá)到42％(表1)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入10mg硅酸銅，可以殺滅2.72×105個(gè)大腸菌(表1)。
6.在極其酸性反應(yīng)條件(小于pH2)下向反應(yīng)介質(zhì)中加入20ml 36％HCl來(lái)合成硅酸銅向100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中加入20ml 36％的分析純鹽酸。向該酸性氯化銅溶液中加入50ml硅酸根∶鈉為1∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)。充分混合后，將反應(yīng)物加熱到70℃-90℃，并維持過(guò)夜12小時(shí)。用蒸餾水或去離子水大量洗滌并在烘箱內(nèi)100℃干燥后得到沉淀物。
使用能譜儀(EDAX)外加掃描電子顯微鏡所附對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與銅的比例為1∶0.34(圖6-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖6-B和表1所示)A)2.15561 B)2.03614對(duì)上述硅酸銅進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖6-C所示的7個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖6-C和表1所示)1)541.23和16.263052)414.21和32.365893)365.45和39.85131用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸銅材料500mg進(jìn)行混合處理，該硅酸銅去除的砷達(dá)到27.7％。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入10mg硅酸銅，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌(表1)。
硅酸鋅的合成7).在中性反應(yīng)條件(pH6-7)下合成硅酸鋅向100ml氯化鋅溶液(ZnCl2，0.5g/ml)中加入適量的硅酸根∶鈉為2∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)，得到中性PH條件。除去上清液，用蒸餾水或去離子水徹底洗滌后干燥，即得到最終的含有硅酸鋅的沉淀物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸銅進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與鋅的比例為1∶12.13(圖7A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸鋅進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖7-B和表2所示)A)5.49809 B)4.55342 C)2.54593 D)2.10091 E)2.05499對(duì)上述硅酸銅進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖7-C所示的8個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖9和表2所示)
1)444.15和32.759042)307.02和59.584553)263.36和28.27636用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸鋅材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸銅去除的砷達(dá)到98.7％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg硅酸鋅，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌中的96％。(表2)。
生長(zhǎng)培養(yǎng)基中所含的0.25％硅酸鋅具有抑制金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)的殺菌特性(如表5所示)。
8)在極其酸性反應(yīng)條件(小于pH2)下合成硅酸鋅向100ml氯化鋅溶液(0.5g/ml)中加入10ml 36％的分析純鹽酸。向含有氯化鋅的鹽酸溶液中加入50ml硅酸根∶鈉為2∶1的硅酸鈉溶液(0.5g/ml)。充分混合后，將反應(yīng)物加熱到70℃-90℃，并維持過(guò)夜12小時(shí)。用蒸餾水或去離子水充分洗滌并干燥后得到含有硅酸鋅的最終沉淀物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸鋅進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與鋅的比例為1∶2.46(圖8-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸鋅進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖8-B和表2所示)A)4.38410 B)4.01910 C)2.53191 D)1.87886 E)2.01793對(duì)上述硅酸鋅進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖8-C所示的26個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖8-C和表2所示)1)2079.88和11.074672)835.44和33.525273)664.98和32.88120將1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸鋅材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸鋅去除的砷達(dá)到72.3％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg硅酸鋅，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌中的99％(表2)。
硅酸銀的合成9).在中性反應(yīng)條件(6-7pH)下合成硅酸銀將100ml硝酸銀溶液(AgNO3，0.5g/ml)和所需量的二氧化硅∶過(guò)渡金屬為2∶1的硅酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化硅，0.5g/ml)混合，得到反應(yīng)的中性PH。將反應(yīng)物徹底混合，輕輕倒出上清液，得到最終的沉淀物。該沉淀物用蒸餾水或去離子水充分洗滌后在烘箱內(nèi)100℃干燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸銀進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與銀的比例為1∶19.5(圖9-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸銀進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖9-B和表2所示)A)4.36796 B)2.37847 C)3.95509 D)2.04657對(duì)上述硅酸銀進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖9-C所示的19個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖9-C和表2所示)1)3945.11和32.298852)2421.27和46.274463)1835.66和27.89129用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸銀材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸銀去除的砷僅達(dá)到4.5％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入5mg硅酸銀，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌。(表2)。
10).在酸性反應(yīng)條件(pH2)下合成硅酸銀向50ml硝酸銀溶液(0.5g/ml)中加入8ml硝酸溶液(69-70％)。向這一酸性的硝酸銀溶液中加入所需量的二氧化硅∶過(guò)渡金屬為2∶1的硅酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化硅，0.5g/ml)。充分混合后，將反應(yīng)物加熱到70℃-90℃，并維持過(guò)夜12小時(shí)。最終沉淀物用蒸餾水或去離子水充分洗滌后在烘箱內(nèi)100℃干燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸銀進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與銀的比例為1∶1.04(圖10-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸銀進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖10-B和表2所示)A)4.37171 B)4.04714 C)1.98189對(duì)上述硅酸銀進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖10-C所示的19個(gè)峰，其中顯示了3個(gè)顯著的峰，這3個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖10-C和表2所示)1)2217.87和29.334832)684.55和47.680933)674.27和42.31091將1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸銀材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸銀去除的砷達(dá)到99.0％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入5mg硅酸銀，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌(表2)。
硅酸錳的合成11).在中性反應(yīng)條件(pH6-7)下合成硅酸錳將100ml氯化錳溶液(Mncl24H20，0.5g/ml)和所需量的硅酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化硅，0.5g/ml)混合，得到中性PH(6-7)的反應(yīng)介質(zhì)。將反應(yīng)物徹底混合，輕輕倒出上清液，得到最終的沉淀物。該沉淀物用蒸餾水或去離子水充分洗滌后在烘箱內(nèi)100℃干燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸錳進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與錳的比例為1∶1.94(圖11-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸錳進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖11-B和表2所示)A)1.93412 B)2.06655對(duì)上述硅酸錳進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖11-C所示的5個(gè)峰，其中顯示了1個(gè)顯著的峰，這個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖11-C和表2所示)a)148.04和30.65087用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸錳材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸錳去除的砷達(dá)到12.4％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入500mg硅酸錳，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌中的51％。(表2)。
12).在極其酸性反應(yīng)條件(小于pH2)下合成硅酸錳向100ml氯化錳溶液(0.5g/ml)中加入10ml 36％的鹽酸。向這一酸性的氯化錳溶液中加入50ml硅酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化硅，0.5g/ml)。充分混合后，將反應(yīng)物加熱到70℃-90℃，并維持過(guò)夜12小時(shí)。最終沉淀物用蒸餾水或去離子水充分洗滌后在烘箱內(nèi)100℃干燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸錳進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與錳的比例為1∶1.09(圖12-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸錳進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖12-B和表2所示)A)4.34636 B)4.17458 C)2.18228 D)2.11243 E)2.05491 F)1.999661對(duì)上述硅酸錳進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖12-C所示的1個(gè)峰，其中顯示了1個(gè)顯著的峰，這個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖12-C和表2所示)a)32.88和24.65599將1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸錳材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸錳去除的砷達(dá)到10.3％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入500mg硅酸錳，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌中的58％。(表2)。
硅酸鋯的合成13).在中性反應(yīng)條件(pH6-7)下合成硅酸鋯將所需量的硅酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化硅，0.5g/ml)加入到100ml氯氧化鋯溶液(ZrOCl28H2O，0.5g/ml)，得到中性PH。加入后，將反應(yīng)物徹底混合，輕輕倒出上清液，得到最終的沉淀物。該沉淀物用蒸餾水或去離子水充分洗滌后在烘箱內(nèi)100℃干燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸鋯進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與鋯的比例為1∶2.90(圖13-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸鋯進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖13-B和表2所示)A)4.42797 B)4.18272 C)2.24547 D)2.30425 E)2.18961 F)1.23086對(duì)上述硅酸鋯進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，如圖13-C所示沒(méi)有峰出現(xiàn)。
用1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸鋯材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸鋯去除的砷達(dá)到28.9％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg硅酸鋯，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌中的2％。(表2)。
14).在極其酸性反應(yīng)條件(小于pH2)下合成硅酸鋯向100ml氯氧化鋯溶液中加入10ml 36％的鹽酸和50ml的硅酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化硅，0.5g/ml)并混勻。在充分混合后，將反應(yīng)物加熱到70℃-90℃，并維持過(guò)夜12小時(shí)。最終沉淀物用蒸餾水或去離子水充分洗滌后在烘箱內(nèi)100℃干燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對(duì)硅酸鋯進(jìn)行分析，并進(jìn)一步通過(guò)AAS或者ICP-AES進(jìn)行分析確認(rèn)，結(jié)果顯示硅酸根與鋯的比例為1∶0.77(圖14-A)。
用電子自旋共振波譜儀對(duì)硅酸鋯進(jìn)行分析，得到特有的g值峰，結(jié)果顯示如下(如圖14-B和表2所示)A)4.37236 B)2.82039 C)1.92596 D)1.21652 E)1.02930 F)0.93795對(duì)上述硅酸鋯進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射分析，得到如圖14-C所示的1個(gè)峰，其中顯示了1個(gè)顯著的峰，這個(gè)峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖14-C和表2所示)A)84.80和10.89433將1升從砷酸鈉中制備的2.5ppm砷溶液與硅酸鋯材料1.0g進(jìn)行混合處理，該硅酸鋯去除的砷達(dá)到54.5％(表2)。
向污染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg硅酸鋯，可殺滅2.72×105個(gè)大腸菌中的98％。(表2)。
下面根據(jù)用固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽進(jìn)行的試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明。
15)固定在活性氧化鋁(尺寸大于1000微米)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)砷的去除將250ml砷酸鈉溶液(含2.12ppm砷)以10ml/min流量通過(guò)10×1cm柱。使用ICP-AES和/或AAS測(cè)定所處理溶液中的砷含量。
如表8所示，固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可極大的吸附砷。
固定在活性氧化鋁上的硅酸銅去除了90.10％的砷含量。
固定在活性氧化鋁上的硅酸鋅去除了91.98％的砷含量。
固定在活性氧化鋁上的硅酸錳去除了58.96％的砷含量。固定在活性氧化鋁上的硅酸鋯去除了13.08％的砷含量。
16)固定在不同尺寸活性氧化鋁上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)砷的去除將1000ml砷酸鈉溶液(含2.4ppm砷)以10ml/min流量通過(guò)10×1cm柱。對(duì)固定在不同尺寸活性氧化鋁顆粒(500微米和1000微米尺寸)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽進(jìn)行檢測(cè)。使用ICP-AES和/或AAS測(cè)定所處理溶液中的砷含量。
固定在活性氧化鋁(500微米)上的硅酸銅去除了高達(dá)95.58％的砷含量，而固定在活性氧化鋁(1000微米)上的硅酸銅去除了86.05％的砷含量。
17)固定在agropolymer上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的砷去除特性將250ml砷酸鈉溶液(含500ppb砷)以1ml/min流量通過(guò)含有固定于農(nóng)用聚合物(agropolymer)的250mg硅酸銅的柱。使用ICP-AES和/或AAS測(cè)定所處理溶液中的砷含量。
如表11所示，固定在agropolymer上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可極大的吸附砷。
固定在agropolymer上的硅酸銅去除了56.48％的砷含量。
18)物理固定在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的凈化特性將包含過(guò)渡性金屬鹽的溶液加到石英砂(250-500微米尺寸)中制備固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，然后與硅酸鈉反應(yīng)獲得固定在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。沒(méi)有固定的、未結(jié)合的剩余基質(zhì)經(jīng)蒸餾水或去離子水洗滌去除。將250ml砷酸鈉溶液(含2.12ppm砷)以10ml/min流量通過(guò)含硅酸鹽的10×1cm柱。使用ICP-AES和/或AAS測(cè)定所處理溶液中的砷含量。
如表12所示，包在石英砂表面上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可極大的吸附砷。
硅酸銅、硅酸鋅、硅酸錳和硅酸鋯分別可去除35％、48.58％、18.87％和8.1％的砷，而石英砂可去除1.88％的砷(對(duì)照)。
19)固定在活性氧化鋁和農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除汞特性將固定在活性氧化鋁和農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽以mg/ml劑量的1升溶液批量模式分別與含汞的溶液(224.21ppb汞含量)進(jìn)行反應(yīng)。這些材料在含汞溶液中充分混合1小時(shí)，使用AAS(石墨爐所附的提水罐)測(cè)定處理后的汞含量(ppb)。
固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽將上述溶液中的汞去除到測(cè)定限值以下(如表13所示)
20)固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除蛋白特性將100ml小牛血清白蛋白(BSA)溶液(含1mg/ml BSA)通過(guò)裝有固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的2×1cm柱，利用Lowry方法對(duì)所處理溶液中的蛋白含量進(jìn)行估測(cè)，來(lái)檢測(cè)和上述固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽結(jié)合的蛋白。
如表14所示，上述固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可去除蛋白。
固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸銀吸附了10mg的BSA蛋白，固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上硅酸銅和硅酸鋅分別吸附了15.4mg和3mg的BSA蛋白?？偡磻?yīng)體積為100ml，含100mg BSA蛋白。
21)固定在agropolymer上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的殺蟲(chóng)劑去除特性將含有硫丹、氯氰菊酯和毒死蜱各10ppm的溶液以0.5ml/min的流量通過(guò)含有1克固定硅酸銅(固定在活性氧化鋁和農(nóng)用聚合物(agropolymer))的柱。通過(guò)G.C.-ECD/pFPD方法測(cè)定所處理溶液中的殺蟲(chóng)劑含量。
如表15所示，固定在活性氧化鋁和農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸銅可去除諸如硫丹、氯氰菊酯和毒死蜱的殺蟲(chóng)劑。
固定在活性氧化鋁上的硅酸銅分別去除硫丹59.7％、氯氰菊酯62.4％和毒死蜱46.6％。
固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸銅分別去除硫丹61.7％、氯氰菊酯83.4％和毒死蜱49.1％。
22)固定在活性氧化鋁上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌(大腸菌)特性將含大腸菌(5×105)的500ml水以10ml/min的流量通過(guò)10cm長(zhǎng)的固定有功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的活性氧化鋁柱。
通過(guò)測(cè)定含細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基的陪替氏平板上的細(xì)菌菌落數(shù)來(lái)測(cè)定污染情況。
如表6所示，固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽可明顯的去除大腸菌。硅酸銀、硅酸銅分別去除的大腸菌含量達(dá)到98％和83％。固定在活性氧化鋁上的硅酸鋅去除的大腸菌含量達(dá)到43％。
23)固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性將含大腸菌的水以10ml/min的流量通過(guò)250mg含(固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽)的柱。在含細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基的陪替氏平板上檢測(cè)所處理溶液的菌落數(shù)。
如表17所示，結(jié)果表明固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除了水中的大腸菌。
固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸銅分別從含大腸菌的2000ml、2500ml和3000ml水中去除大腸菌(所處理水中的大腸菌濃度為4×104/升)99％、97.45％和94.87％。但是固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸銀從含大腸菌的3000ml水中去除的大腸菌達(dá)到99％。固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸鋅分別從污染了大腸菌的1000ml、1500ml和2000ml水中去除了含量為61.90％，14.28％和4.76％的大腸菌。
24)固定在氧化鋁、纖維素上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性將含有大腸菌的水通過(guò)固定在柱形式上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。檢測(cè)這種固定在氧化鋁、纖維素上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性。將含大腸菌的水以5ml/min的流量通過(guò)固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽柱。
通過(guò)測(cè)定含細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基的陪替氏平板上的菌落數(shù)來(lái)檢測(cè)污染情況。
結(jié)果如表18所示，固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除了水中的大腸桿菌。
固定在氧化鋁上的硅酸銅(柱中裝有1g)從含大腸桿菌(1.15×105)的250ml水中去除的大腸桿菌達(dá)到93.47％，固定在纖維素上的硅酸銅(柱中裝有0.97g)從含大腸桿菌(1.38×105)的250ml水中去除的大腸桿菌達(dá)到93.71％。
25)固定在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性將含大腸菌的500ml水以10ml/min的流量通過(guò)涂覆在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的10×1cm柱。
通過(guò)測(cè)定含細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基的陪替氏平板上的菌落數(shù)來(lái)檢測(cè)污染情況。
固定在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除了大腸菌。固定在石英砂上的硅酸銅去除細(xì)菌的量為83％，而固定在石英砂上的硅酸鋅去除細(xì)菌的量為34％。固定在石英砂上的硅酸錳和固定在石英砂上的硅酸鋯去除的大腸菌分別達(dá)到5％和6％(表19)。
26)使用固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽從長(zhǎng)時(shí)間(6個(gè)月)存放的水中去除真菌(曲霉菌類(lèi))將市場(chǎng)上流通的包裝飲用水存放6個(gè)月，讓其受到例如真菌的微生物的污染。觀(guān)察到該存放的水被真菌污染后，進(jìn)行本試驗(yàn)來(lái)確定固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)真菌的去除特性。將1升污染了真菌的水以10ml/min的流量通過(guò)固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的2×1cm柱。將已處理的和未處理的溶液倒入含真菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基的陪替氏平板，來(lái)顯示生長(zhǎng)后的真菌。
固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的硅酸銅從存放的飲用水中去除了真菌(曲霉菌類(lèi))(表20)。
27)固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除原生動(dòng)物(微小隱孢子蟲(chóng))的特性無(wú)菌稱(chēng)取固定在農(nóng)用聚合物(agropolymer)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽1g，裝入10×1cm玻璃柱內(nèi)。在柱底部裝有玻璃棉，以防止上述材料從柱中流走。在將柱潤(rùn)濕前后輕輕拍打柱，保證其所裝的材料均勻。使用master flex L/S電腦控制驅(qū)動(dòng)泵(Cole-Palrer儀器公司，Barrington，IL，美國(guó))將3升去離子水以15ml/min流量通過(guò)柱，來(lái)沖洗柱內(nèi)材料。將1毫升原生動(dòng)物存儲(chǔ)液(2×107)加到200ml無(wú)菌去離子水(DI，pH.8-8.4)中。然后使用上面的泵將接種后的去離子水以5ml/min的流量通過(guò)柱，在接種的去離子水通過(guò)20、50和80ml后收集從柱中流入和流出的部分。通過(guò)免疫熒光測(cè)定法(IFA)對(duì)樣品中的卵囊計(jì)數(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用賽多利斯(Sartorius)纖維素乙酸膜過(guò)濾器將樣品過(guò)濾，并用帶有FITC標(biāo)記的抗原生質(zhì)單克隆抗體(Crypt-o-Glow，waterborne，Inc New Orleans，La)染色。然后過(guò)濾器用乙醇系列(20、40、80、90％)脫水，并用落射熒光顯微鏡觀(guān)察。對(duì)卵囊計(jì)數(shù)，然后計(jì)算出各樣品的濃度。(表21)。
固定在農(nóng)用聚合物的硅酸銅明顯地去除了微小隱孢子蟲(chóng)(表21)。
a.固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除病毒的特性b.固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除大腸桿菌O157h7(atcc 110195-b1)的特性以下過(guò)程是用來(lái)測(cè)定去除病毒和細(xì)菌的特性。
病毒的制備根據(jù)Berg Etal.(1984)的方法制備病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒Lsc1。將酶解布法羅綠猴(Buffalo Green Monkey(BGM))細(xì)胞和最小基本培養(yǎng)基(MEM，Cellgro0，MediatechInc.，Cat#10010179)接種到組織培養(yǎng)瓶(T-182)中，該培養(yǎng)基包含earl′s鹽、L-谷氨酸、100u盤(pán)尼西林G、100u鏈霉素、0.25μg/ml兩性霉素B、100mm HEPES和10％胎牛血清(FBS)。培養(yǎng)瓶在36℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)，形成連續(xù)的細(xì)胞單層。然后用磷酸鹽緩沖液(PBS)將培養(yǎng)瓶的細(xì)胞單層漂洗兩遍，用于病毒接種，將脊髓灰質(zhì)炎病毒Lsc 1(ATCC VR-59)部分接種到含有連續(xù)單層的T-182培養(yǎng)瓶中。讓病毒部分在細(xì)胞單層內(nèi)培養(yǎng)40min。之后，將35ml含earl′s鹽、L-谷氨酸、100u盤(pán)尼西林G、100u鏈霉素、0.25μg/ml兩性霉素B、100mm HEPES的MEM加入每個(gè)培養(yǎng)瓶中。這些培養(yǎng)瓶在36℃培養(yǎng)36小時(shí)。
這時(shí)候＞90+的單層細(xì)胞出現(xiàn)明顯的細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE)。然后將這些保溫瓶冷凍-解凍(2×)，并10,000g離心20分鐘。之后收集上清液，等分樣品、滴定測(cè)量，70℃保存?zhèn)溆谩?br> 根據(jù)Smith和Gerba(1982)所述的方法來(lái)制備輪狀病毒。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是將酶解MA-104(ATCC Crl-2378)細(xì)胞和最小基本培養(yǎng)基(MEM，Cellgro，Mediatech Inc.，Cat#10010179)接種到組織培養(yǎng)瓶(T-182)中，該培養(yǎng)基包含earl′s鹽、L-谷氨酸、100u盤(pán)尼西林G、100u鏈霉素、0.25μg/ml兩性霉素B、100mm HEPES和10％胎牛血清(FBS)。培養(yǎng)瓶在36℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)，形成連續(xù)的細(xì)胞單層。然后用磷酸鹽緩沖液(PBS)將培養(yǎng)瓶的細(xì)胞單層漂洗兩遍，用于病毒接種。
將部分輪狀病毒SA 11(ATCC VR-899)接種到含有連續(xù)單層的T-182培養(yǎng)瓶中。讓病毒在細(xì)胞單層上培養(yǎng)40min。之后，將35ml含earl′s鹽、L-谷氨酸、100u盤(pán)尼西林G、100u鏈霉素、0.25μg/ml兩性霉素B、5mg/L胰島素、100mm HEPES的MEM加入每個(gè)培養(yǎng)瓶中。這些培養(yǎng)瓶在36℃培養(yǎng)6-8天。這時(shí)候＞90+的單層細(xì)胞出現(xiàn)明顯的細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE)。然后將這些保溫瓶冷凍-解凍(2X)，并10,000g離心20分鐘。之后收集上清液，等分樣品、滴定測(cè)量，70℃保存?zhèn)溆谩?br> 病毒計(jì)數(shù)讓脊髓灰質(zhì)炎病毒1(Lsc1)生長(zhǎng)后，用瓊脂覆層法(Berg et al.，1984)在布法羅綠猴腎(BGM)細(xì)胞上測(cè)定pfu。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是將樣品冷凍，再在4℃緩慢解凍。取部分樣品接種到新近長(zhǎng)滿(mǎn)的(2-3天)連續(xù)單層BGM細(xì)胞。向T-25培養(yǎng)瓶的單層細(xì)胞中加入1.0ml接種物，T-75瓶中加入3.0ml接種物，T-182中加入6.0ml接種物。加入的樣品用無(wú)菌PBS稀釋10倍，取稀釋后的樣品1.0ml接種到T-25瓶的單層細(xì)胞上。讓樣品在單層細(xì)胞上培養(yǎng)40分鐘。將含有8％FBS和0.1％中性紅的2XeMEM和溶化后的2.2％無(wú)菌Bacto瓊脂等體積混合。然后將培養(yǎng)基加到每個(gè)接種瓶中，讓瓊脂在單層上凝固。之后將培養(yǎng)瓶在36℃培養(yǎng)2-5天，使其形成空斑并用于計(jì)數(shù)。測(cè)定的結(jié)果如表-20所示。
測(cè)定輪狀病毒SA11在MA-104細(xì)胞上的最可能的數(shù)目。簡(jiǎn)要地說(shuō)，就是將獲得的樣品接種到新近長(zhǎng)滿(mǎn)的(2-3天)連續(xù)單層MA-104細(xì)胞。在接種之前，用無(wú)菌PBS漂洗培養(yǎng)瓶中的單層細(xì)胞兩次。向T-25培養(yǎng)瓶的單層細(xì)胞中加入1.0ml接種物，T-75瓶中加入3.0ml接種物，T-182中加入6.0ml接種物。加入的樣品用無(wú)菌PBS稀釋10倍，取稀釋后的樣品1.0ml接種到T-25瓶的單層細(xì)胞上。用胰島素將所有的接種物的濃度調(diào)到5mg/ltr，然后讓它們?cè)趩螌蛹?xì)胞上培養(yǎng)40分鐘。接種后，將eMEM、L-谷氨酸、100u盤(pán)尼西林G、100u鏈霉素、0.25μg/ml兩性霉素B、5mg/ltr胰島素和100mmHEPES加到每個(gè)接種瓶中。然后讓這些瓶在36℃培養(yǎng)7-10、2-5天，形成CPE。測(cè)定的結(jié)果如表-20所示。
細(xì)菌培養(yǎng)和計(jì)數(shù)將大腸桿菌O157H7(ATCC 110195-B1)在胰酶大豆瓊脂(Dicco Laboratories，Detroit，M1)上繼代培養(yǎng)。所有實(shí)驗(yàn)中，都是利用在胰酶大豆肉湯中37℃培養(yǎng)18-24小時(shí)的培養(yǎng)物來(lái)制備接種體。將細(xì)菌鋪在胰酶大豆瓊脂(TSB；Difco)上，37℃培養(yǎng)18-24小時(shí)后進(jìn)行計(jì)數(shù)。
柱吸附研究稱(chēng)取分別固定在農(nóng)用聚合物和活性氧化鋁(500微米尺寸)的硅酸銅，放入10×1cm玻璃柱內(nèi)。玻璃柱的底部裝有玻璃棉，用來(lái)防止材料從柱內(nèi)流出。在將玻璃柱潤(rùn)濕前后均要輕輕拍打柱，保證其所裝的材料均勻。使用Mate flex L/S電腦控制驅(qū)動(dòng)泵(Cole-Palrer儀器公司，Barrington，IL，美國(guó))將3升DI以15ml/min流量通過(guò)柱，來(lái)沖洗柱內(nèi)材料。將部分輪狀病毒加到250ml無(wú)菌去離子水中(DI，pH 7.8-8.4)，得到約106pfu/ml的終濃度。然后使用上述泵將接種的去離子水以5ml/min的流量通過(guò)玻璃柱。
50、100和200ml的接種DI從柱中流過(guò)后，收集從柱中流入和流出的部分，之后將部分脊髓灰質(zhì)炎病毒1和過(guò)夜培養(yǎng)的大腸桿菌O157H7加到另一份250ml的無(wú)菌去離子水(DI，pH7.8-8.4)中，得到約106-pfu/ml的終濃度。然后使用上述泵將該接種的DI以5ml/min的流量通過(guò)上述玻璃柱。
還是當(dāng)50、100和200ml的接種DI從柱中流過(guò)后，收集從柱中流入和流出的部分。樣品被系列稀釋?zhuān)凑丈鲜龇椒ǚ謩e測(cè)定病毒和細(xì)菌。結(jié)果如表-20所示。
參考文獻(xiàn)Smith，E.M.和C.P.Gerba，1982.動(dòng)物病毒生長(zhǎng)和檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)方法。C.P.Gerba和S.M.Goyal，ed.環(huán)境病毒學(xué)方法。
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固定在農(nóng)用聚合物的硅酸銅和固定在活性氧化鋁的硅酸銅去除了脊髓灰質(zhì)炎病毒Lsc1和輪狀病毒SA11(如表22所示)。
柱內(nèi)使用1g材料時(shí)，固定在農(nóng)用聚合物的硅酸銅去除的脊髓灰質(zhì)炎病毒Lsc1達(dá)到55.9％，而柱內(nèi)使用2g材料時(shí)，去除的結(jié)果為99.9％。
柱內(nèi)使用1g材料時(shí)，固定在農(nóng)用聚合物的硅酸銅去除的輪狀病毒SA11達(dá)到48.8％，而柱內(nèi)使用2g材料時(shí)，去除結(jié)果為99.9％。
柱內(nèi)使用10g材料時(shí)，固定在活性氧化鋁的硅酸銅去除的脊髓灰質(zhì)炎病毒Lsc1達(dá)到70.3％，而柱內(nèi)使用20g材料時(shí)，去除結(jié)果為99.3％。
柱內(nèi)使用10g材料時(shí)，固定在活性氧化鋁的硅酸銅去除的輪狀病毒SA11達(dá)到86.2％，而柱內(nèi)使用20g材料時(shí)，去除結(jié)果為99.8％。
固定在農(nóng)用聚合物的硅酸銅和固定在活性氧化鋁的硅酸銅均去除了大腸桿菌0157H7。
28)固定在硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除化學(xué)品的特性將功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽固定在硅膠上。將化學(xué)品污染物，如三鹵甲烷(trichloroethane)、多氯化聯(lián)(二)苯(polychlorinated biphenyl)、不完全揮發(fā)性有機(jī)化合物、揮發(fā)性有機(jī)化合物和苯酚分別溶解在水中，并通過(guò)裝有固定在硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的柱(6×1cm柱，流量為0.5-1ml/min)。使用GC-FID或GC-ECD或GC/MS/MS測(cè)定所處理溶液中的化學(xué)品污染含量。
固定在硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽從8.950ppm三鹵甲烷中去除了7.5ppm三鹵甲烷(如三氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烯、溴氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷、1，2-二氯-3-溴丙烷)，如表23所示。
固定在硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽從3.5729ppm多氯化聯(lián)(二)苯中去除2.4ppm多氯化聯(lián)(二)苯(如2，3-二氯聯(lián)苯、三氯聯(lián)苯、四氯聯(lián)苯、五氯聯(lián)苯、六氯聯(lián)苯、七氯聯(lián)苯、八氯聯(lián)苯)，如表-27所示。
固定在硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽從20.8196ppm的半揮發(fā)性有機(jī)化合物(如1，4-二氯苯、六氯乙烷、1，2，3，-三氯苯、1，3-丁二烯，1，1，2，3，4、2-氯萘、苊、二氫苊、苯酚、2，4-bis(1，1-imet)苯酚、二乙基鄰苯二甲酸酯、芴、苯-氯-3-苯酚、二苯胺、4-溴苯-苯乙醚、六氯苯、菲、蒽、二丁基鄰苯二甲酸酯、芘、苯甲基-丁基鄰苯二甲酸酯、苯并[C]吖啶、雙(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯、2，3，4，5-四溴苯酚、di-n-octyl鄰苯二甲酸酯、苯(b)熒蒽、苯(k)熒蒽、苯并(a)芘、茚苯、苯并(a，h)蒽、苯(g，h，l)二萘嵌苯)中去除9.1ppm，如表24所示。
固定在硅膠上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽從18.5ppm揮發(fā)性有機(jī)化合物(如1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，3-二氯丙烷、二溴氯乙烷、1，2-二溴乙烷、氯苯、1，2-二甲苯、1，3-二甲苯、鄰二甲苯、1-甲基乙基苯、1，1，2，2-四氯乙烷、溴苯、2-氯甲苯、丙苯、-氯-4-甲基苯、1，2，3-三甲基苯、4-異丙基甲苯、1，2-二乙基苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、甲苯、n-丁苯、1，2-二溴-3-氯丙烷、1，2，4-三氯苯、萘、1，2，3-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，3，4-三氯苯、1，3-butadienel，1，2，3，4、2-溴苯1，3，5、硝基苯、苯乙烯、苯甲酸芐酯、1，2，3，4-四甲基苯、1-氯-2-丙基苯和4-溴3-氯苯胺)中去除該化合物10.8ppm，如表25所示。
固定在硅膠上的硅酸銅從7.5234ppm苯酚(如安息香酸、2，4，5-三氯苯酚、3-硝基苯胺、3-硝基酚、4-硝基酚、2，4-二硝基酚、4-硝基苯胺和五氯苯酚)中去除該苯酚2.8ppm，如表26所示。
固定在硅膠上的硅酸鋅從9.1725ppm三鹵甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三鹵甲烷6.8ppm，如表28所示。
固定在硅膠上的硅酸銀從9.1725ppm三鹵甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三鹵甲烷7.2ppm，如表29所示。
固定在硅膠上的硅酸錳從9.1725ppm三鹵甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三鹵甲烷7.5ppm，如表30所示。
固定在硅膠上的硅酸鋯從9.1725ppm三鹵甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三鹵甲烷5.1ppm，如表31所示。
29)功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽和樹(shù)脂(如乙烯基酯、雙酚和isopthalic樹(shù)脂)混合得到的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)細(xì)菌的去除特性將包含大腸菌的水通過(guò)柱形式的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。檢測(cè)包含固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂對(duì)細(xì)菌的去除特性。含大腸菌的水(460個(gè)菌/ml)以5ml/min的流速通過(guò)3.6g裝于柱內(nèi)的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
通過(guò)測(cè)定含細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基的陪替氏平板上的菌落數(shù)來(lái)檢測(cè)去除情況。
結(jié)果如表32所示，固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除了水中的大腸菌。
固定在雙酚樹(shù)脂上的硅酸銅(3.6g)從200ml含大腸菌(1.38×105)的水中去除的大腸菌達(dá)到70％。
30)涂覆有功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽樹(shù)脂的砂粒對(duì)細(xì)菌的去除特性將1g硅酸銅和10ml isopthalic樹(shù)脂混合后涂覆在100ml石英砂(500微米)上，讓含3.23×105/升大腸菌的水通過(guò)5×1cm柱內(nèi)材料。
涂覆于石英砂上的含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂分別從500ml和1000ml含3.23×105/升大腸菌的水中去除的大腸菌達(dá)到28.79和20.12％(表33)。
31.功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)有毒氣體的去毒特性為測(cè)定固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)有毒氣體的去毒特性，將煤油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒放出的氣體通過(guò)裝在20×3cm柱的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
用控制裝置使煤油的燃燒狀態(tài)保持不變。使用氣流分析儀(testo-350)裝置檢測(cè)如一氧化碳、二氧化硫和NOX(氧化氮)等的有毒氣體。固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除了煤油燃燒釋放的毒氣的毒性(如表34所示)。
32.固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)尼古丁和焦油的去毒特性制作一個(gè)迷你吸煙機(jī)讓香煙的煙霧通過(guò)含濾膜的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(500mg)(一個(gè)裝在1ml吸管塑料尖頭內(nèi)的迷你柱)。用一個(gè)裝有和香煙煙霧口相連的玻璃腔的真空泵控制香煙抽吸保持一致，使香煙的燃燒均勻一致。
香煙煙霧通過(guò)后，含濾膜的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽提取出了尼古丁。
使用標(biāo)準(zhǔn)的尼古丁溶液(95％，標(biāo)準(zhǔn)尼古丁溶液，BDH，英國(guó))，在UV254nm下測(cè)定這些過(guò)濾膜吸附的尼古丁總含量。在坩鍋內(nèi)使過(guò)濾膜上的焦油提取物蒸發(fā)來(lái)測(cè)定焦油總含量。測(cè)定玻璃腔內(nèi)的有毒氣體，并用沒(méi)有過(guò)濾膜的香煙煙霧作為對(duì)照進(jìn)行比較。如表-35所示，固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽使焦油和尼古丁明顯的減少。
使用氣流分析儀(testo-350)裝置來(lái)檢測(cè)如一氧化碳、二氧化硫、NOX(氧化氮)和碳?xì)浠衔锏鹊挠卸練怏w。含濾膜的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽去除了香煙煙霧中有毒氣體的毒性(表36)。
下面本發(fā)明將描述功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的顯著特征。
合成具有不同二氧化硅與金屬比例的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，在適宜反應(yīng)條件(酸性、中性、堿性或極酸性條件)下將功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽中的二氧化硅或金屬含量增加或減少并使用不同的反應(yīng)物，如具有不同堿與二氧化硅比例的可溶性二氧化硅。
酸性pH條件下合成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽比在中性或堿性條件下合成的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽具有更有效的功能(對(duì)金屬、化學(xué)品的凈化、對(duì)微生物、真菌和細(xì)菌活性的消毒)在添加酸(如HCl或HNO3)的極酸性pH條件下合成的、含有微量過(guò)渡性金屬的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽也具有功能活性，如凈化和消毒等。相反，在堿性條件下制備的、含有較低量過(guò)渡金屬的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽不具有有效的消毒和凈化特性。這可能存在多種原因，其中一個(gè)重要原因是因?yàn)樵趬A性條件下形成了大量的過(guò)渡金屬氫氧化物和硅酸根結(jié)構(gòu)。如表1&5可見(jiàn)，堿性條件下制備的硅酸銅即使是高劑量也不能有效去除砷或殺死細(xì)菌。過(guò)渡金屬與硅酸根比例盡管相同，但有一些有功能，另一些就沒(méi)有功能。過(guò)渡性金屬硅酸鹽的這種功能性變化是本發(fā)明的主題。
每種過(guò)渡性金屬硅酸鹽都有各自的獨(dú)特性。硅酸銅顯示了非常強(qiáng)的凈化和消毒特性。鋅和二氧化硅作用具有更多的自由度或能力，功能性硅酸鋅的結(jié)構(gòu)是根據(jù)凈化和消毒特性進(jìn)行的。同樣，使合成條件最佳化，可以增強(qiáng)硅酸錳、硅酸銀和硅酸鋯的功能。
在堿性或中性條件下合成的硅酸銀不能吸附像砷等有毒金屬，在極酸性pH條件下(加入硝酸)合成的硅酸銀可有效吸附砷。中性或堿性pH條件合成的硅酸鋯，沒(méi)有除菌特性，而在酸性pH條件下合成的硅酸鋯則獲得了所需的除菌特性。保持大小統(tǒng)一的顆粒尺寸(小于1μm且大于0.5μm)來(lái)檢測(cè)這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽。
本發(fā)明中這些固定方式可分成物理固定、化學(xué)固定或直接和樹(shù)脂混合。所選的化學(xué)固定材料(如農(nóng)用聚合物、活性氧化鋁、硅膠)具有結(jié)合過(guò)渡金屬的特性?；钚匝趸X，因其為兩性，可將電子傳遞給銅離子。
功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的物理固定是通過(guò)纖維素、石英砂以及和樹(shù)脂混合來(lái)完成的。含過(guò)渡金屬硅酸鹽樹(shù)脂被涂覆在石英砂表面。
上述功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的廣泛應(yīng)用是本發(fā)明的重要內(nèi)容。因此，本發(fā)明涉及一種使用鋁、活性氧化鋁、纖維素、樹(shù)脂、石英砂制備固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽和涂覆在石英砂表面的、含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂的方法。
下面申請(qǐng)人將所做調(diào)查的結(jié)果基本上概括于下表1-36中。
表1表示不同合成參數(shù)下功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銅)的功能和結(jié)構(gòu)變化的比較。
表2表示不同合成參數(shù)下功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅和硅酸鋯)的功能和結(jié)構(gòu)變化的比較。
表3表示硅酸銅對(duì)金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草桿菌(Bacillussubtilis)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)和大腸桿菌(E.coli)的殺菌特性。
表4表示硅酸銅的殺菌特性的比較。比較硅酸銅(硅酸根∶過(guò)渡金屬＝1∶5.15)和硅酸銅(硅酸根∶過(guò)渡金屬＝1∶1)在濃度為0.06和0.0125時(shí)對(duì)大腸桿菌的殺菌特性。
表5表示加到細(xì)菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的0.25％硅酸鋅對(duì)金黃色葡萄球菌的殺菌特性。
表6表示硅酸銅對(duì)齊整小核菌(Sclerotium rolfsii)、立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)、尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporium)和稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)的殺真菌特性的比較。
表7表示功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銅)的不同消毒特性。
表8表示硅酸銅的除三鹵甲烷特性。
表9表示固定在活性氧化鋁(尺寸大于1000微米)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除砷特性。
表10表示固定在活性氧化鋁上的、不同大小的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除砷特性。
表11表示固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除砷特性。
表12表示和石英砂物理固定的過(guò)渡金屬物質(zhì)的凈化特性。
表13表示固定在活性氧化鋁和農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除汞特性。
表14表示固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除蛋白特性。
表15表示固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除殺蟲(chóng)劑特性。
表16表示固定在活性鋁上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌(大腸菌)特性。
表17表示固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性。
表18表示固定在氧化鋁和纖維素上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性。
表19表示固定在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除菌特性。
表20表示固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽對(duì)存放長(zhǎng)時(shí)間(6個(gè)月)的水的除真菌(曲霉菌類(lèi))特性。
表21表示固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除原生動(dòng)物(微小隱孢子蟲(chóng))特性。
表22表示功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除病毒特性和除大腸桿菌特性。
表23表示固定在硅膠上的硅酸銅的除三鹵甲烷特性。
表24表示固定在硅膠上的硅酸銅的除半揮發(fā)性有機(jī)化合物特性。
表25表示固定在硅膠上的硅酸銅的除揮發(fā)性有機(jī)化合物特性。
表26表示固定在硅膠上的硅酸銅的除苯酚特性。
表27表示固定在硅膠上的硅酸銅的除多氯化聯(lián)(二)苯特性。
表28表示固定在硅膠上的硅酸鋅的除三鹵甲烷特性。
表29表示固定在硅膠上的硅酸銀的除三鹵甲烷特性。
表30表示固定在硅膠上的硅酸錳的除三鹵甲烷特性。
表31表示固定在硅膠上的硅酸鋯的除三鹵甲烷特性。
表32表示固定在硅膠上的硅酸鋯的除三鹵甲烷特性。
表33表示和樹(shù)脂混合的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(5％)的除菌特性。
表34表示固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除有毒氣體(發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒)毒性的特性。
表35表示固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的吸附焦油和尼古丁的特性。
表36表示固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的除香煙煙霧毒性的特性。
從本發(fā)明獲得的結(jié)果確定了合成功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(如硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅)和固定在如活性鋁、氧化鋁、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠、樹(shù)脂(乙烯基酯、雙酚和isopthalic食品級(jí)樹(shù)脂)上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，以及和樹(shù)脂混合的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，還有涂覆在砂粒表面、含功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂的范圍，這些功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽具有不同的金屬和二氧化硅的比例，表現(xiàn)出不同的功能，還可應(yīng)用在其他各方面，如制造催化劑、和沸石混合或摻雜。
表1功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的比較

表2功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的比較


表3硅酸銅的殺菌特性

表4硅酸銅的比較殺菌特性

表5硅酸鋅的殺菌特性

表6硅酸銅類(lèi)的比較真菌特性

表7功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的過(guò)濾性毒菌消除特性(硅酸銅)

表8硅酸銅的三鹵甲烷去除特性

表9活性氧化鋁上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的砷去除(大小1000微米以上)

表10在不同大小的活性氧化鋁上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銅)的砷去除特性

表11固定在農(nóng)用聚合物上的過(guò)渡金屬硅酸鹽(硅酸銅)的砷去除特性

表12石英砂(250-500微米大小)上的自然固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的去除特性

表13活性氧化鋁及農(nóng)用聚合物上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的汞去除特性

表14固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的蛋白質(zhì)去除特性

表15固定在農(nóng)用聚合物上的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的殺蟲(chóng)去除特性

表16活性氧化鋁上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的細(xì)菌(大腸菌)去除特性

表17農(nóng)用聚合物上的固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽的細(xì)菌去除特性

表18氧化鋁及纖維素上的固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽的細(xì)菌去除特性

表19石英砂上的固定的過(guò)渡金屬硅酸鹽的細(xì)菌去除特性

表20使用在農(nóng)用聚合物上的固定的硅酸銅，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間(6個(gè)月)存儲(chǔ)水內(nèi)的菌類(lèi)(曲霉菌類(lèi))的去除特性

表21農(nóng)用聚合物上的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的原生動(dòng)物(微小隱孢子蟲(chóng))去除特性

表-22A.固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的過(guò)濾性毒菌去除特性B.固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的大腸桿菌去除特性

表23固定在硅膠上的硅酸銅的三鹵甲烷去除特性

用于三鹵甲烷評(píng)估的色譜條件氣相色譜儀(GC)頂空VARIAN CP 3800柱ZB-5 30m×0.25u×0.25爐溫 35℃/5min@10℃/min 250℃/1min檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器檢測(cè)器溫度300℃注入溫度 200℃帶有不分流模式載氣 氮流量 0.5ml/min補(bǔ)充氣體流量 29ml/min范圍 1.0運(yùn)行時(shí)間 27.473min
表-24硅酸銅(固定在硅膠上)的半揮發(fā)性有機(jī)化合物去除特性

用于半揮發(fā)性有機(jī)化合物評(píng)估的色譜條件GC MS GC-MS VARIAN CP 3800SATURN 2000GC/MS/MS.
柱WCOT熔融石英30M×0.25mm Id，覆有CP-SIL 8CB低滲出/MS DF 0.25Cat NoCP5860
爐溫60℃@7.0℃/min，130℃@5.0C/min，200℃@6.0℃/min，260℃@20.0℃/min，280℃@15min注入溫度 280℃帶有不分流模式載氣 氦流量 1.0ml/min運(yùn)行時(shí)間 50.0minMS條件發(fā)射電流 10micro amps質(zhì)量缺陷 0mmu/100u計(jì)數(shù)閾值 2計(jì)數(shù)乘法器偏移量 0volts標(biāo)準(zhǔn)氣體 OFF掃描時(shí)間 0.810秒片斷開(kāi)始時(shí)間 3.00分片斷結(jié)束時(shí)間 50.00分低質(zhì)量片斷 45m/z高質(zhì)量片斷 450m/z離子化模式 EI AGC離子預(yù)備方法 NONE表25硅酸銅(固定在硅膠上)的揮發(fā)性有機(jī)化合物去除特性


用于揮發(fā)性有機(jī)化合物評(píng)估的色譜條件GC MS GC-MS VARIAN CP 3800SATURN 2000GC/MS/MS.
柱WCOT熔融石英30M×0.25mm Id，覆有CP-SIL 8CB低滲出/MS DF 0.25Cat NoCP5860爐溫 40℃/10min@3.0℃/min，200℃/10min注入溫度 200℃帶有不分流模式載氣 氦流量 1.0ml/min運(yùn)行時(shí)間 50.0minMS條件發(fā)射電流 10micro amps質(zhì)量缺陷 0mmu/100u計(jì)數(shù)閾值 2計(jì)數(shù)乘法器偏移量 0volts標(biāo)準(zhǔn)氣體 OFF掃描時(shí)間 0.810秒片斷開(kāi)始時(shí)間 3.00分片斷結(jié)束時(shí)間 50.00分低質(zhì)量片斷45m/z高質(zhì)量片斷450m/z離子化模式EI AGC離子預(yù)備方法 NONE
表26硅酸銅(固定在硅膠上)的苯酚去除特性

用于苯酚評(píng)估的色譜條件氣相色譜儀(GC)頂空VARIAN CP 3800柱ZB-WAX 30m×0.25u×0.25爐溫 110℃/2min@10℃/min 250℃/1min檢測(cè)器火焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)器溫度275℃注入溫度 250℃帶有不分流模式載氣 氮流量 1.0ml/min范圍 12表-27固定在硅膠上的硝酸銅的多氯聯(lián)苯去除特性

用于多氯聯(lián)苯評(píng)估的色譜條件氣相色譜儀(GC)頂空VARIAN CP 3800柱ZB-530m×0.25u×0.25爐溫 110℃/1min@20℃/min 280℃/10min
檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器檢測(cè)器溫度300℃注入溫度 250℃帶有不分流模式載氣 氮流量 1.0ml/min補(bǔ)充氣體流量 29ml/min范圍 1.0運(yùn)行時(shí)間 19.50min表-28固定在硅膠上的硅酸鋅的三鹵甲烷去除特性

表-29固定在硅膠上的硅酸銀的三鹵甲烷去除特性

表-30固定在硅膠上的硅酸錳的三鹵甲烷去除特性

表-31固定在硅膠上的硅酸鋯的三鹵甲烷去除特性

表-32整合在雙酚樹(shù)脂內(nèi)的固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(5％)的細(xì)菌去除特性

表-33涂覆在石英砂上的功能性過(guò)渡金屬硅酸樹(shù)脂的細(xì)菌去除特性

表-34固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的有毒氣體(發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒)的解毒特性

表-35固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的焦油及煙堿吸附特性

香煙的牌子 Charms(普通型)香煙長(zhǎng)度6cm平均重量0.775grams
表-36固定的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的香煙煙霧解毒特性(％)

香煙重量0.775grams香煙的牌子 Charminar(普通型)香煙長(zhǎng)度6cm平均重量0.775grams
權(quán)利要求
1.一種可作為高效凈化劑、消毒劑、去毒劑、殺蟲(chóng)劑或其組合的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)，包括用于上述功效的過(guò)渡金屬硅酸鹽中一預(yù)定范圍內(nèi)的過(guò)渡金屬與硅酸根比例和結(jié)構(gòu)組成，上述功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能固定在適當(dāng)?shù)牟牧仙匣蛘吲c樹(shù)脂混合和/或與樹(shù)脂混合涂覆在適當(dāng)材料上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是在上述過(guò)渡性金屬硅酸鹽中硅酸根與金屬的比例在大約0.34-19.57之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是即使過(guò)渡金屬和硅酸根比例相同，根據(jù)不同反應(yīng)條件獲得的具有特定ESR(g)值和特定XRD模式的結(jié)構(gòu)組成，過(guò)渡性金屬包括不同的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述不同反應(yīng)條件是指過(guò)渡性金屬硅酸鹽制備過(guò)程中的不同pH條件，包括達(dá)到12pH的極酸性，反應(yīng)物濃度可溶性堿性硅酸鹽溶液中的硅酸根含量和過(guò)渡金屬鹽溶液與可溶性堿性硅酸鹽溶液的比例，保持在20-95℃之間的不同溫度以及這些條件的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述過(guò)渡性金屬硅酸鹽選自包含硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅、硅酸鋯及其組合的群組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述過(guò)渡性金屬硅酸鹽用作金屬、化學(xué)品、蟲(chóng)、微生物或其組合的去除劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述過(guò)渡性金屬硅酸鹽用作細(xì)菌、真菌、病毒、病原微生物或其組合的消毒劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述過(guò)渡性金屬硅酸鹽用作去除一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳?xì)浠衔?、煙草焦油、尼古丁或有毒氣體，或?qū)⒂卸練怏w和/或含有毒化學(xué)物質(zhì)的氣體轉(zhuǎn)化成無(wú)毒形式，或者上述組合的去毒劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述金屬為砷、汞、鉛、有毒金屬或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述細(xì)菌為大腸菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌或其組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述真菌為病原真菌，如齊整小核菌、立枯絲核菌、尖孢鐮刀菌、稻瘟病菌或其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述病毒具有感染性。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)渡性金屬硅酸鹽，其特征是上述過(guò)渡金屬硅酸鹽通過(guò)下述方法制備而成，該方法包括(a)將過(guò)渡金屬溶液加到可溶性堿性硅酸鹽溶液中形成混合物；(b)調(diào)節(jié)該混合物的pH和/或溫度；(c)形成包括過(guò)渡金屬硅酸鹽的沉淀物；(d)洗滌和干燥沉淀物，得到過(guò)渡金屬硅酸鹽。
14.一種包含固定在基質(zhì)上的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組合物，該過(guò)渡金屬硅酸鹽包括過(guò)渡金屬，其中過(guò)渡金屬硅酸鹽中過(guò)渡金屬和硅酸根的比例在大約0.34-19.57之間并且/或者具有功能性結(jié)構(gòu)，該過(guò)渡金屬硅酸鹽用作凈化劑、消毒劑、去毒劑或殺菌劑或其組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合物，其特征是上述基質(zhì)選自包括農(nóng)用聚合物、活性鋁、氧化鋁、纖維素、乙烯基酯樹(shù)脂、雙酚樹(shù)脂、食品級(jí)isopthalic樹(shù)脂、石英砂、硅膠及其組合的群組。
16.一種包含和基質(zhì)混合的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組合物，該過(guò)渡金屬硅酸鹽包括過(guò)渡金屬，其中過(guò)渡金屬硅酸鹽中過(guò)渡金屬和硅酸根的比例在大約0.34-19.57之間并且/或者具有功能性結(jié)構(gòu)，該過(guò)渡金屬硅酸鹽用作凈化劑、消毒劑、去毒劑或殺菌劑或其組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其特征是上述基質(zhì)為樹(shù)脂。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其特征是上述樹(shù)脂選自包括乙烯基酯樹(shù)脂、雙酚樹(shù)脂、食品級(jí)isopthalic樹(shù)脂及其組合的群組。
19.一種含有過(guò)渡金屬硅酸鹽的用作涂覆物的組合物，該過(guò)渡金屬硅酸鹽包括過(guò)渡金屬，其中該過(guò)渡金屬硅酸鹽中過(guò)渡金屬和硅酸根的比例大約在0.34-19.57之間并且/或者具有功能性結(jié)構(gòu)，該過(guò)渡金屬硅酸鹽用作凈化劑、消毒劑、去毒劑或殺菌劑或其組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合物，其特征是上述涂覆物進(jìn)一步包括樹(shù)脂和固體材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求14、16或19所述的組合物，其特征是上述過(guò)渡金屬硅酸鹽選自包含硅酸銅、硅酸銀、硅酸錳、硅酸鋅、硅酸鋯及其組合的群組。
22.根據(jù)權(quán)利要求14、16或19所述的組合物，其特征是上述過(guò)渡金屬硅酸鹽用作金屬、化學(xué)品、蟲(chóng)、微生物或其組合的去除劑。
23.根據(jù)權(quán)利要求14、16或19所述的組合物，其特征是上述過(guò)渡金屬硅酸鹽用作細(xì)菌、真菌、病毒、病原微生物或其組合的去除劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求14、16或19所述的組合物，其特征是上述過(guò)渡金屬硅酸鹽用作去除有毒氣體，和/或氣體形式的有毒化學(xué)物質(zhì)，如一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳?xì)浠衔?、煙草焦油、尼古丁，或?qū)⒂卸練怏w轉(zhuǎn)化成無(wú)毒氣體的去毒劑，或者用作上述組合的去毒劑。
25.一種制備固定在基質(zhì)上的、包含過(guò)渡金屬硅酸鹽的固定過(guò)渡金屬硅酸鹽的方法，該方法包括下列步驟(a)將包含過(guò)渡金屬的溶液加到上述基質(zhì)中形成第一產(chǎn)物；(b)將包含硅酸鹽的溶液加到上述第一產(chǎn)物中形成第二產(chǎn)物；以及(c)去除第二產(chǎn)物中沒(méi)有被固定的材料，形成固定過(guò)渡金屬硅酸鹽。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括將固定過(guò)渡金屬硅酸鹽干燥的步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征是上述基質(zhì)選自包含農(nóng)用聚合物、活性鋁、氧化鋁、纖維素、乙烯基酯樹(shù)脂、雙酚樹(shù)脂、食品級(jí)isopthalic樹(shù)脂、石英砂、硅膠及其組合的群組。
28.一種將過(guò)渡金屬硅酸鹽與樹(shù)脂混合的方法，包括(a)將硅酸和過(guò)渡金屬鹽反應(yīng)得到過(guò)渡金屬硅酸鹽，以及(b)將過(guò)渡金屬硅酸鹽加到樹(shù)脂中形成含過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括使上述樹(shù)脂聚合的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是上述聚合反應(yīng)中不加任何金屬催化劑并且/或者讓上述反應(yīng)混合物在室溫下反應(yīng)直至聚合完成。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括除去沒(méi)有混合的材料。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括將含過(guò)渡金屬的樹(shù)脂和固體材料混合。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是上述固體材料是鋁、氧化鋁、農(nóng)用聚合物、纖維素、石英砂、硅膠或其組合物。
34.一種制備物理固定和/或涂覆在基質(zhì)上的、含過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂的方法，該方法包括(a)將過(guò)渡金屬硅酸鹽加到樹(shù)脂中，該樹(shù)脂選自包括乙烯基酯樹(shù)脂、雙酚樹(shù)脂、食品級(jí)isopthalic樹(shù)脂及其組合物的群組；(b)將含過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂涂覆在諸如石英砂的固體基質(zhì)上；以及(c)加熱到50-90℃使含過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂干燥或聚合或固定，和/或使上述反應(yīng)混合物在室溫下反應(yīng)直至聚合完成，以及(d)除去沒(méi)有被固定的材料。
35.一種使用權(quán)利要求1的過(guò)渡金屬硅酸鹽去除一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的過(guò)渡金屬硅酸鹽接觸；以及(b)去除上述材料。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征是上述材料為金屬、化學(xué)品、蟲(chóng)或微生物或其組合。
37.一種使用權(quán)利要求1的過(guò)渡金屬硅酸鹽殺滅一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的過(guò)渡金屬硅酸鹽接觸；以及(b)殺滅上述材料。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是上述材料為細(xì)菌、真菌、病毒、微生物或病原體或其組合。
39.一種使用權(quán)利要求1的過(guò)渡金屬硅酸鹽去除材料毒性的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的過(guò)渡金屬硅酸鹽接觸；以及(b)去除上述材料毒性。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征是上述材料為一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳?xì)浠衔?、煙草焦油、尼古丁或有毒氣體或其組合。
41.一種使用權(quán)利要求14、16或19的組合物去除一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的組合物接觸；以及(b)去除上述材料。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征是上述材料為金屬、化學(xué)品、蟲(chóng)或微生物或其組合。
43.一種使用權(quán)利要求14、16或19的組合物殺滅一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的組合物接觸；以及(b)殺滅上述材料。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其特征是上述材料為細(xì)菌、真菌、原生質(zhì)體、病毒、微生物或病原體或其組合。
45.一種使用權(quán)利要求14、16或19的組合物去除一材料毒性的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的組合物接觸；以及(b)去除上述有毒材料，將有毒氣體和/或含有毒化學(xué)物質(zhì)的氣體轉(zhuǎn)化成無(wú)毒形式。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其特征是上述材料為一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳?xì)浠衔铩煵萁褂?、尼古丁或有毒氣體或其組合。
47.根據(jù)權(quán)利要求35、36、41或42所述的方法，其特征是上述去除包括對(duì)化學(xué)物質(zhì)，如苯酚、三鹵甲烷、多氯化聯(lián)(二)苯、諸如污染性化學(xué)物質(zhì)的揮發(fā)性有機(jī)化合物和半揮發(fā)性有機(jī)化合物的螯合。
48.根據(jù)權(quán)利要求35、36、41或42所述的方法，其特征是上述去除包括去除和/或吸附和/或螯合諸如帶電分子的蛋白質(zhì)或肽。
49.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，其特征是包括所需功能的可選功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是通過(guò)優(yōu)化合成條件而獲得有功能的過(guò)渡金屬硅酸鹽，其可在例如催化劑、和沸石混合或摻雜的各種應(yīng)用中使用。
50.根據(jù)權(quán)利要求14、16或19所述的包含固定在基質(zhì)上的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組合物，其特征是包括所需功能的可選功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽是通過(guò)優(yōu)化合成條件而獲得有功能的過(guò)渡金屬硅酸鹽，其可在例如催化劑、和沸石混合或摻雜的各種應(yīng)用中使用。
51.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽，其特征是利用過(guò)渡金屬硅酸鹽進(jìn)行防護(hù)應(yīng)用包括將含有過(guò)渡金屬硅酸鹽的基質(zhì)以清洗液和/或清潔劑和/或消毒劑和/或洗發(fā)水和/或種皮處理等形式應(yīng)用在易受感染和污染的區(qū)域，來(lái)防止微生物和/或化學(xué)物質(zhì)的污染。
52.根據(jù)權(quán)利要求14、16或19所述的包含固定在基質(zhì)上的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組合物，其特征是利用過(guò)渡金屬硅酸鹽進(jìn)行防護(hù)應(yīng)用包括將含有過(guò)渡金屬硅酸鹽的基質(zhì)以清洗液和/或清潔劑和/或消毒劑和/或洗發(fā)水和/或種皮處理等形式應(yīng)用在易受感染和污染區(qū)域，來(lái)防止微生物和/或化學(xué)物質(zhì)的污染。
53.根據(jù)權(quán)利要求19所述的包含固定在基質(zhì)上的過(guò)渡金屬硅酸鹽的組合物，其特征是含有功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽的樹(shù)脂涂覆在石英砂上獲得的固定功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽因其材料的耐熱性，可作為凈化劑和消毒劑在高溫區(qū)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可作為高效凈化劑、消毒劑、去毒劑、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑或其組合的功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽(FTMS)，包括用于上述功效的過(guò)渡金屬硅酸鹽中一預(yù)定范圍內(nèi)的過(guò)渡金屬與硅酸根比例和結(jié)構(gòu)組成，上述功能性過(guò)渡金屬硅酸鹽能固定在適當(dāng)?shù)牟牧仙匣蛘吲c樹(shù)脂混合和/或與樹(shù)脂混合涂覆在適當(dāng)材料上。
文檔編號(hào)B01J39/02GK1839099SQ03827106
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者燕達(dá)柏里·杜爾迦·普拉薩德 申請(qǐng)人:卡奴母魯·拉烏·拉居