[发明专利]一种磁性杀菌材料及其制备方法和应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水处理的磁性杀菌材料，本发明还涉及一种磁性杀菌材料的制备方法和在水处理中的应用方法。

背景技术

在我国，随着经济的迅速发展，水污染状况日趋恶化，工业发达地区尤为严重，资源短缺问题也日益突出，农村地区的饮用水问题更为严重。农村地区水源呈现分散、多样性和不稳定的特点，水源得不到有效保护，饮水处理往往只经简单的沉淀或澄清处理，不能有效杀灭细菌、病毒等微生物，更不能去除有机农药的残留物，使生活在农村地区的人群的生命健康受到严重影响。工业循环冷却水中含有的铁细菌、硫酸盐还原菌、硝化细菌、氨化细菌以及蓝藻、绿藻、硅藻等微生物，可能会附着在冷却部位的金属表面，堵塞冷却水的通道，降低冷却水的冷却效果，腐蚀设备。水产养殖水体中，往往含有大量的动物排泄物，城市宾馆及游泳池等地点，人流密度大，人口流动性强，因此宾馆污水、游泳池水体及水产养殖水体中，都可能含有大量的细菌、病毒和病原原生动物等病原体，可能对人体健康造成危害。因此，这些水体都需要及时进行消毒。

水中细菌总数往往同水体受有机物污染的程度呈正相关，它是评价水质污染程度的重要指标之一。大肠杆菌在环境卫生不良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。若在水和食品中检出此菌，可认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。因此，大肠菌群数常作为饮水和食物(或药物)的卫生学标准。我国新修订的GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定，自2007年7月1日起，我国饮用水中总的微生物指标及限值为，大肠菌群：不得检出；耐热大肠菌群：不得检出；大肠埃希氏菌：不得检出；菌落总数：100CFU/mL。

为了使水质符合细菌学标准，饮用水必须经过消毒。消毒方法大体上可以分为物理方法和化学方法两类。物理方法主要有机械过滤、加热、冷冻、辐射、微电解、紫外线和微波消毒等方法；化学方法主要有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺、卤素、金属离子、阴离子表面活性剂及其他杀菌剂等。

传统的使用气体及液体的杀菌方法，大多存在稳定性较差、安全性不佳、消毒不彻底等方面的问题，并且可能产生消毒副产物，危害人体健康。向水中投加固体消毒材料，如传统材料MnO₂，TiO₂，ZnO和新型材料Ag-AgI/Al₂O₃，AgBr-Ag-Bi₂WO₆等半导体材料，都需要外加紫外或者可见光源催化，才可发挥杀菌效果，能耗较大操作复杂，且在水中不易回收再生，成本较高。因此，开发新型、高效、应用简单、成本低廉且容易回收再生的杀菌材料，成为当前水处理消毒技术迫切地需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁高效、快速、具有磁性的杀菌材料，能有效去除水中病毒、细菌等微生物病原体，无毒无副产物，便于回收和循环使用的磁性杀菌材料。本发明的目的还在于提供一种磁性杀菌材料的制备方法。本发明的目的还在于提供一种磁性杀菌材料的应用方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种磁性杀菌材料是M_xAg_1-xFe₂O₄，其中0＜x＜1，M是金属元素Mn、Ni、Na、K、Zn、Li、Ti、Cu、Co、Cr、Cd、Pb、Pd、Sn、Ba、Bi或Al中的任意一种。

所述磁性杀菌材料还包括碳质材料，M_xAg_1-xFe₂O₄负载于碳质材料表面制成复合物，其中M_xAg_1-xFe₂O₄与碳质材料的质量比为0.1-1∶1，所述碳质材料为活性炭、碳纳米管、石墨或富勒烯中的一种或其中几种的组合。