【摘要】：由飲用水儲水設備以及二次供水設施進入飲用水系統(tǒng)的有害微生物直接威脅到人類健康。飲用水處理設備常用的活性炭、聚丙烯乃至玻璃纖維過濾膜均因容易滋生有害微生物而導致飲用水中微生物超標。對上述材料進行抗菌改性,能有效控制微生物的滋生,因此,開發(fā)具有持久抗菌效果且對人體健康無害的抗菌活性炭、抗菌聚丙烯、抗菌復合玻纖過濾膜等抗菌材料,并將其應用于城市安全飲用水處理的各個關鍵環(huán)節(jié)以保證飲用水凈化全流程抗菌已成為供水衛(wèi)生領域的重要課題。本論文通過前驅體熱分解法制備得到了載納米銀四針狀氧化鋅晶須(n-Ag@T-ZnO)和載納米銀活性炭(n-Ag@AC);將n-Ag@T-ZnO與聚丙烯粒子共混,并通過擠出機擠出制備抗菌聚丙烯;將硅烷偶聯(lián)劑與有機硅季銨鹽接枝到復合玻纖過濾膜表面制備得到了抗菌復合玻纖過濾膜;然后對長效抗菌材料的抗菌性能及溶出性分別進行了評價;最后,在自行設計的水處理循環(huán)系統(tǒng)中,對長效抗菌材料在飲用水凈化中的應用進行研究。本論文的具體工作和主要研究結果包括:1.通過前驅體熱分解法制備得到了n-Ag@AC,采用FESEM和XRD表征分析,發(fā)現(xiàn)采用0.1 wt%的載銀量制備前驅體活性炭,前驅體活性炭首先經300℃保溫60 min,再經600℃退火10 min得到n-Ag@AC,其表面納米銀(n-Ag)顆粒的數(shù)量及尺寸適中。依據相應國家標準測試發(fā)現(xiàn)n-Ag@AC加速老化前后對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率均99.99%,其表觀密度、水分含量、pH值略有增加而碘吸附值略有降低。2.通過前驅體熱分解法制備得到了n-Ag@T-ZnO,采用FESEM表征分析,發(fā)現(xiàn)采用1.0 wt%的載銀量制備前驅體T-ZnO,前驅體T-ZnO經280℃保溫120 min并隨爐冷卻至室溫制備得到n-Ag@T-ZnO,其表面n-Ag顆粒的粒徑適中、數(shù)量多、分布均勻;采用消毒技術規(guī)范檢測n-Ag@T-ZnO的最小抑菌濃度發(fā)現(xiàn),其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度均在10-50 mg/L之間,具有優(yōu)異的抗菌性能。3.通過將n-Ag@T-ZnO與聚丙烯共混擠出制備得到了抗菌聚丙烯,采用FESEM表征分析,發(fā)現(xiàn)含量≥0.25 wt%的n-Ag@T-ZnO均勻分散于聚丙烯中。依據相關標準檢測發(fā)現(xiàn),抗菌聚丙烯對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率均99.99%,且n-Ag@T-ZnO含量為0.25 wt%的抗菌聚丙烯中鋅和銀的釋放量滿足《GB/T 17219-1998生活飲用水輸配水設備及防護材料安全性評價標準》的要求。4.通過在復合玻纖過濾膜表面接枝有機硅季銨鹽制備得到了抗菌復合玻纖過濾膜,采用HRTEM、XPS及FTIR表征分析及濾膜法進行抗菌性能檢測,發(fā)現(xiàn)采用濃度均為4 mol/L的酸堿對復合玻纖過濾膜進行預處理,然后將其浸泡于硅烷偶聯(lián)劑與有機硅季銨鹽按3:1的比例配制的抗菌液中,最后經120℃熱處理120 min制備得到抗菌復合玻纖過濾膜,具有優(yōu)異的抗菌性能且Al和TOC的釋放量滿足《GB/T 17219-1998生活飲用水輸配水設備及防護材料安全性評價標準》的要求。5.通過自行設計水處理循環(huán)系統(tǒng),使用n-Ag@AC、抗菌聚丙烯、抗菌復合玻纖過濾膜作為抗菌材料填充于其中進行應用研究,對循環(huán)水進行檢測,發(fā)現(xiàn)循環(huán)處理15天后的循環(huán)水中無細菌存在,且循環(huán)處理30天的水中Ag、Zn、TOC的濃度均滿足國家標準的要求,抗菌材料經過30天連續(xù)循環(huán)水沖刷后依然具有優(yōu)異的抗菌性能。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ028.8;R123.6

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本文編號：2600028