稿件:微孔抗菌球在净水器的应用工艺【优质】.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流稿件:微孔抗菌球在净水器的应用工艺【优质】.精品文档. 微孔抗菌球在净水器上的应用技术1、微孔抗菌球介绍1.1 研发背景净水器以其改善水质效果明显,解决家用水终端污染问题,逐步得到消费者认可,近几年呈快速发展态势。但净水器厂家众多,产品质量参差不齐,很多厂家有意或无意会受到配件耗材的质量影响而导致制出水达不到国家饮用水标准,从而导致二次污染影响消费者的身体健康。2014年7月,国家质检总局执法司组织上海、江苏、浙江、广东、福建等地的质监部门对33家净水器生产企业开展了执法检查,发现近四成的净水器不合格,问题主要集中在出水有活性炭粉末和细菌超标
2、等问题,给净水器厂家和消费者都带来了风险和安全隐患。水中细菌超标将会给消费者和厂家带来不确定风险,开发新型净水滤材就成为当务之急。基于国内多家净水器厂家的要求,木齐研发团队提出利用天然环境矿物材料的微孔特性来实现抗菌净水的新思路,这个设计思路也是建立在各大科研院重要的研究课题基础上,伴随无机抗菌技术材料和光催化技术材料的不断研究发展,将其与天然矿物材料的超微孔结构复合,采用造孔梯度高温工艺烧制技术,开发新型的抗菌净化材料成为可能。一种具有抗菌净水功能的微孔抗菌材料,经过上千次试验,终于在2015年3月份由木齐研发团队与山东大学产学研共同研发成功。微孔抗菌球是以天然环境矿物材料为基础,通过添加稀
3、土金抗菌材料和光催化材料复合经高温烧制而成。微孔抗菌球具有较强的抗菌和抑菌功能,同时还有净水和活水功能。微孔抗菌球利用了天然矿物材料微孔和自极化特性、辐射强远红外性能及纳米复合耐高温抗菌材料的抗菌性能,可有效抑制水中细菌滋生和微生物生长而导致的水质粘稠、变色、变质、细菌超标等问题。微孔抗菌球的诞生对解决净水器制水细菌超标问题和活性炭粉末沉淀问题提供了较好的技术解决方案。2.2 功能原理微孔抗菌球具有超微孔性,球体微孔形成的比表面积达到近500平方米/克,这使得无机抗菌剂呈弥散状态分布于整个球体外表面和球体内部,形成了上千万个抗菌抑菌触点。当球体与水接触时,水会由外表面进入球体内部孔道。根据抗菌
4、原理,接触面积越大,抗菌效果越好。经测算,微孔抗菌球比普通银离子抗菌球增加了近万倍的抗菌触点,所以微孔抗菌球具有高效抗菌性能且持久。微孔抗菌球的抗菌性能主要来自于材料中金属离子和光催化羟基离子共同抗菌作用结合。微孔抗菌球按材料性能和制备工艺要求,还通过引入金属离子、金属化合物和电极性矿物材料加入其它可以增强抗菌性能的组分。其中添加的Ce+4/Ce+3等稀土元素,具有较高的电极电位,稀土元素可以减轻银、铜、锌等抗菌性金属离子因容易被氧化而降低抗菌效力的倾向,并可使抗菌元素在材料中呈弥散分布状态,提高材料的抗菌效率,从而可以提高抗菌性能。微孔抗菌球自身辐射的远红外线与水分子团协同震荡,可降低水分子
5、缔合度、促进羟基自由基的产生,从而强化材料的抗菌性能。同时达到较高的活化水效果。2.3 微观分析2.3.1扫描电镜分析用荷兰Philips公司XL30-TMP型扫描电镜分析微孔抗菌球形貌见图1。发现球体内存在大量的凹凸微孔结构。从体积上看,这些凹凸结构大小基本相同;从分布上看,这些凹凸结构分布较为均匀。这些凹凸结构的存在使得球体比表面积较大。由图2可以看出球体孔径分别呈纳米级,且多数由孔道和微孔组成。图1 微观结构 图2 孔径分布2.3.2 透射电镜分析为进一步研究球体内部结构,采用金属包埋-切割技术,将球体包埋在金属中,然后将样品切割开,用日本电子珠式会社生产的JEOL JEM-2010FE
6、F型透射电子显微镜直接观察微观结构。由图3可以看出,图中四周黑色区域是所用基体金属,中间如区域1所示部位为横切面。球体横切面孔道呈椎体状。图3 球体的微观结构2.4指标对比目前市售大多是银离子抗菌球,因厂家不同而叫法不同,比如纳米银抗菌球、银离子抗菌球,高效银抗菌球等产品,它们多以粘土、高岭土等陶瓷材料为基材,通过添加银粉或银化物等材料经高温烧制而成的实体球。银离子抗菌球抗菌触面有限,抗菌效果较差。微孔抗菌球与银离子球各项指标对比见表1。表1 微孔抗菌球与银离子抗菌球对比微 孔 抗 菌 球银 离 子 抗 菌 球外观 外观比较外观规整,微孔结构。置于水中,气泡产生丰富,水质清澈。外观规整,实体结
7、构,置于水中,无气泡产生,水质清澈。 比表面积以直径5毫米球体计算。每颗球的比表面积可达到500-800平方米。以直径5毫米球体计算,每颗球比表面积达到0.05-0.06平方米。 抗菌功能经国家级部门检测,微孔抗菌球对金黄色葡萄球菌的杀抑率达到96%以上;对大肠杆菌的杀抑率可到98%以上。检测数据不祥。使用量加湿器用量:30-50克/升水。净水器用量:每公斤微孔球可净化过滤100吨自来水。加湿器用量:80-100克/升水。净水器用量:每公斤球可净化过滤10吨自来水。3、微孔抗菌球功能3.1抗菌功能微孔抗菌球是利用纳米复合耐高温抗菌材料优良的抗菌性能,与天然矿物材料的自化电极性、辐射的远红外线协
8、同作用,通过降低水分子团的缔合度、促进羟基自由基的产生,从而强化材料的抗菌性能。纳米复合抗菌剂中含有Ce+4/Ce+3等稀土元素,具有较高的电极电位,可以减轻银、铜、锌等抗菌性金属离子因容易被氧化而降低抗菌效力的倾向,并可使抗菌元素在材料中呈弥散分布状态,提高材料的抗菌效率。微孔抗菌陶瓷球的特点是球体具有超微孔性,这使得无机抗菌剂呈弥散状态分布整个球体表面和内部微孔内,形成了无数个有效抗菌点,当球体与水接触时,水会进入到球体内部微孔,根据接触性抗菌原理,球体微孔可大大加强抗菌效果。经测算微孔抗菌球比普通银离子抗菌球增大了近万倍的抗菌接触点,所以微孔抗菌球具有高效抗菌性能且持久。微孔抗菌球经国家
9、建筑材料工业环境监测中心检验,产品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(24小时)杀抑率达到95%以上。3.2净化功能微孔抗菌球比表面积可达到500平方米/克。当水流经微孔球体时,水会进入微孔球孔道和微孔内。微孔球可吸附水中余氯等有机物和微生物,同时与水中重金属离子置换从而起到去除重金属离子的作用。微孔抗菌球对各种重金属离子、细菌、亚硝酸盐、有机余氯等具有显著的吸附性能。其吸附性表现在具有多孔状和海绵状结构,比表面积大,对极性较高的分子如CO2、 NH4+等也具有较强的吸附能力。微孔抗菌球除了自身微孔的吸附净化功能外,还可与水中重金属离子交换,起到双重净化效果。3.3 活水功能普通的水为络合大分子团水(
10、见图4),水的O-H键间的角约为105。外界作用时,它们之间的键角容易发生变化。由于大分子簇团的水参与体内生物化学反应差,脂质代谢差。这种水即使再纯,也不能被人体及生物体内的细胞和染色体很好的吸收。同时,这种环形凝聚结构的水,很容易包藏有毒有害的有机物,使人体的健康遭受损害。微孔抗菌球具有较强的远红外线辐射,当普通水分子与其接触的瞬间,该产品辐射的强远红外线对水分子团结构进行激烈震荡,使其氢键破坏、断裂,大的水分子团簇,变成只含56个水分子的小水分子团(见图5)。微孔抗菌球对水进行活化后,水的外观晶莹剔透,口感好,而且因其分子结构和活化指标独特而有很强的渗透力、扩散力、溶解力、代谢力、排毒力和
11、补氧功能。饮用活化水能快速调节人体电介质平衡,易解渴,能解酒、解油腻。同时还能开胃,助消化,促进新陈代谢。图4水的分子团示意图 图5 六环水构造示意图北京大学测试中心对微孔抗菌球进行不同数量和不同时间浸泡后,分别测试其O17的半峰宽。并在浸泡5分钟后取出球,测试水经过150h后的小分子还原性。共测试九组数据,最高值为91.17Hz,最小值为66.62Hz。普通自来水的半峰宽为124.2 Hz。证实该产品能够使普通自来水在短时间内活化变成小分子水,至少保持150小时以上不还原。 表2 北京大学测试中心对微孔抗菌球测试结果sample3m 3min20min150h后30g/L87.04Hz86.
12、79Hz69.70Hz50g/L81.17Hz84.45Hz74.79Hz80g/L80.35Hz79.36Hz66.62Hz4、微孔抗菌球试验为了更好进行测试数据分析和对比,我们选取微孔抗菌球、市售银离子抗菌球和电气石陶瓷球一起测试。其中微孔抗菌球外观呈粉红色,银离子抗菌球呈白色,电气石陶瓷球为灰黑色,三种球体直径均为4-5毫米。4.1抗菌性能测试净水器制出水中细菌是否超标是衡量净水器合格与否的重要指标。我国生活饮用水卫生标准中规定生活饮用水的细菌菌落总数1mL中不得超过100CFU。我们称取微孔抗菌球、银离子抗菌球和电气石陶瓷球各300克,分别装入3台同样型号的超滤净水器后置滤芯内,接入同
13、等压力状态下的自来水,分别检测三台净水器制出水的细菌菌落数量。具体水中细菌检测方法如下:4.1.1材料:营养琼脂培养基2216E培养基。配方如下:蛋白胨 50g、酵母膏 1.0g、FePO4 0.01g、琼脂 18.0g、蒸馏水 1000mL、pH值7.6-7.8。4.1.2方法:水中细菌总数的平板计数测定方法。4.1.3仪器:高压蒸汽灭菌锅;9cm培养皿;1mL、5mL移液管;45mL烧杯;250mL三角瓶4.1.4 实验步骤用无菌烧杯分别从三台净水器接水各200毫升备用,再取200毫升自来水做对照样。用灭菌移液管从3个烧杯中各吸取1mL水样,注入灭菌培养皿中。分别倾注15mL已融化并冷却到
14、45左右的灭菌营养琼脂培养基,并立即在桌面上作平面旋摇,使水样与培养基充分混匀。另取一空的灭菌培养皿,倾注45左右的灭菌营养琼脂培养基15mL,作空白对照。培养基凝固后,倒置于37温箱中,培养24h,进行菌落计数。4.1.5 实验结果表3 水中细菌检测结果 菌落总数(cfu)饮用水标准(cfu)检验结果空白对照样126-自来水对照样51 100个/ml合格微孔抗菌球7100个/ml合格银离子抗菌球48100个/ml合格电气石陶瓷球89100个/ml合格4.2 溶解氧测试4.2.1实验仪器:JPB-607型溶解氧测试仪。4.2.2实验条件:室温下进行测量,实验环境保持中性。4.2.3实验步骤:将
15、重量为50g的微孔抗菌球、银离子抗菌球和电气石陶瓷球分别放入盛有去离子水的烧杯中,每间隔一定时间测量烧杯中的溶解氧。4.2.4实验结果:对水溶解氧影响的测试结果见图4。图4微孔抗菌球与水作用时溶解氧的变化曲线从图4可以看出,三种球对水的溶解氧量比空白样显著增多,其溶解氧的大小随时间的变化而变化,整体呈现先上升后下降的趋势。其中,微孔抗菌球的溶解氧瞬间可以达到8.6 mg/L,空白样为7.0 mg/L。溶解氧的值在90分钟时达到最大值9.9 mg/L。说明微孔抗菌球的微孔特性可显著提高水中的溶解氧,有利于改善水的营养结构。4.3 TDS测试4.3.1实验仪器:导电固体颗粒TDS测试仪( 韩国公司
16、生产)。4.3.2实验条件:室温下进行测量,实验环境保持中性。4.3.3实验步骤:将重量为50g的微孔抗菌球、银离子抗菌球和电气石陶瓷球分别放入盛有去离子水的烧杯中,每间隔一定时间测量烧杯中的TDS值。4.3.4实验结果:对水TDS值影响的测试结果见图5。图5 陶瓷球与水作用其TDS变化曲线图5 微孔抗菌球对水的TDS的测试结果从图5可以看出,三种球对水的TDS比空白样的TDS显著增多,其TDS值的大小随时间的变化整体呈现上升趋势。可以看出微孔抗菌球在时间为90分钟时,TDS值达到最大。银离子抗菌球与电气石陶瓷球的TDS值呈现逐渐上升趋势,银离子抗菌球上升最明显,在150分钟时达到96ppm。
17、微孔抗菌球TDS值随着时间延长会缓慢降低,说明水中总固体溶解物会由于微孔球的吸附净化功能而减少,也证明微孔抗菌球的微孔吸附净化功能比实体球有显著的优势。4.4过水量测试微孔抗菌球在应用过程中会受到水中各种污染物的影响,这些污染物会粘附在球体表面,堵塞球体微孔,导致功能下降。我们对微孔球的使用寿命进行了测试,测试方法和数据如下。模仿净水器处理水的过程,将300克微孔抗菌球装入净水器滤芯中,接入自来水,以正常自来水压力出水,测试与微孔抗菌球接触前后的水的pH值,TDS和电导率值,用来确定微孔抗菌球性能持续时间,应用寿命和处理水的量。 表6 微孔抗菌球寿命测试数据量(升)水100200停5min40
18、0800停5min1吨5吨10吨停5min20吨50吨PH值6.87.07.17.37.27.07.37.07.07.07.27.06.8TDS(ppm)8101012101013101091198电导率(us/cm)25 152020263220 273547363335从上面两次测试结果可以看出,连续经过40小时(或5吨水)后,水的各项数值接近普通水的各项指标,停止通水后放置2分钟,水的各项检测值又能够达到满意的效果。根据以上数据发现,流经微孔抗菌球的水只要不是连续经过,球的功能会停留2分钟后恢复。但经过50吨水后,球的各项指标明显降低,接近自来水指标。我们可以测算出球的连续处理水量为10
19、00升左右。建议处理50吨水后要对球进行再生。5、再生处理我们分别用5%的硫酸,市售食用白醋和红醋各200毫升作为再生液,对微孔抗菌球进行浸泡再生处理。球:再生液按1:4质量比。再生方法:分别用5%的硫酸,白醋,红醋将需要再生的微孔抗菌球完全浸泡,静置10分钟,然后用纯净水冲洗至微孔抗菌球浸泡水为中性。称取50克再生微孔抗菌球和新微孔抗菌球,分别加入200mL水,水的PH值为中性7,检测水的各项指标随时间的变化对照,用于选定再生数据。表7 再生参数随时间的变化值T(min)510203040506080100120140160PH值5%H2SO47.17.27.47.47.47.57.57.5
20、7.37.67.67.4白醋7.17.47.47.47.57.57.57.57.67.47.47.8 红醋7.07.47.57.57.57.57.57.57.67.67.67.7TDS(ppm)5%H2SO4427294110125128126123129136132136白醋274955728592104126123120129123 红醋111823323645495460667276从表7实验数据可以看出:使用5%的硫酸处理的效果和用食用白醋处理效果基本相同,所以建议使用食用白醋直接浸泡10分钟再生,然后用纯净水冲洗干净即可再生成功。微孔抗菌球作为一种新型抗菌净化材料,具有优异的抗菌净化
21、水特性,溶出杂质少,使用时效长,处理水量多,是家用净水器和加湿器优异的抗菌净化新材料。微孔抗菌球的诞生,解决了多年困扰水处理器细菌微生物超标和活性炭粉末溶出的两大问题,为我国净水器等产品提供了较好的抗菌净化解决方案。以下是附加文档,不需要的朋友下载后删除,谢谢教育实习总结专题15篇第一篇:教育实习总结一、实习学校中学创办于清光绪33年(年),校址几经变迁、校名几度易名,年,中学得以复名并于领导和老师,虚心听取他们的意见,学习他们的经验,主动完成实习学校布置的任务,塑造了良好的形象,给实习学校的领导、老师和学生都留下了好的印象,得到学校领导和老师的一致好评,对此,本人甚感欣慰。在这短暂的实习期间
22、,我主要进行了教学工作实习、班主任工作实习和调研工作。二、教学工作方面1、听课怎样上好每一节课,是整个实习过程的重点。9月17日至9月27日的一个多星期的任务是听课,在这期间我听了高一级12位语文老师14节课,还听了2节历史课和1节地理课。在听课前,认真阅读了教材中的相关章节,并且简单思考了自己讲的话会怎样讲。听课时,认真记好笔记,重点注意老师的上课方式,上课思想及与自己思路不同的部分,同时注意学生的反应,吸收老师的优点。同时简单记下自己的疑惑,想老师为什么这样讲。听完课后,找老师交流、吸取经验。12位语文老师风格各异,我从他们身上学到了很多有用的经验。9月28日至30日,高一进行摸底考试。1
23、0月1日至7日国庆放假,8日至14日高一学生军训。9日,我们几个语文实习生帮高二语文科组改月考试卷。10日,我们帮忙改高一语文摸底考试卷。11日至18日这一个星期,我到高二听课,听了体会到教师工作的辛劳,也深刻理解了教学相长的内涵,使我的教学理论变为教学实践,使虚拟教学变成真正的面对面的教学。要想成为一位优秀的教师,不仅要学识渊博,其它各方面如语言、表达方式、心理状态以及动作神态等等都是很重要的,站在教育的最前线,真正做到“传道、授业、解惑”,是一件任重道远的事情,我更加需要不断努力提高自身的综合素质和教学水平。三、班主任工作方面在班主任日常管理工作中,积极负责,认真到位,事事留心。从早晨的卫
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