一种基于电爆法制备纳米银消毒剂的工艺方法
技术领域
本发明纳米技术及精细化工领域，尤其是涉及一种基于电爆法制备纳米银消毒剂的工艺方法。
背景技术
进入二十一世纪以来，随着社会的发展和人们的生活水平提高，人们对环境条件和卫生健康提出了更高的要求。细菌病毒等尤其是那些对人体及动物等有害的一类，会引起许多重大疾病，它们自身有很大的繁殖能力，不断侵害着人们的正常生活，人们的身体健康受到严重威胁。现阶段的杀菌消毒技术仍然不够完善，热杀菌，像高温高压杀菌的作用条件太强烈，可能会损坏产品本身的性质。纳米银是一种新型的纳米材料，除了具有优良的导电性之外，还可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌病毒。纳米银在用量很少的情况下就能产生强大的杀菌效果，渗透性强，杀菌作用广谱，无耐药性；并且对皮肤无任何刺激反应。然而现有的纳米银消毒剂制备方法复杂，制备周期长、规模小，成本较高。因此，需要发明一种纳米银消毒剂制备方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术存在的不足，提供一种基于电爆法制备纳米银消毒剂的工艺方法，该设备操作灵活，结构简单，生成量大，制备纳米银消毒剂性价比高，并且可以连续制备生产。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于电爆法制备纳米银消毒的工艺方法，包括如下步骤：
S1：准备电爆法制备纳米银消毒剂实验装置
所述的电爆法制备纳米银消毒剂实验装置请参阅图1，实验装置包括纳米银生成室1、储料室6、配剂室8，其特征是，在纳米银生成室1中央部位上面安装三个独立的阴极2，其下面安装有可连续提供棒状银料的三个阳极3，三个阳极3为一体结构，阴极2和阳极3相互对应。纳米银生成室1与储料室6通过管道4相连，储料室6内部安装有气固分离器5，用来分离纳米银颗粒。储料室6下面连接配剂室8，储料室6储存的纳米银颗粒可按需求量加入到配剂室8中，配剂室8用来配置纳米银消毒剂。配剂室8内部安装有电动搅拌桨12，电动搅拌桨通过搅拌机11控制，两个搅拌桨之间通过传动带连接。消毒剂溶剂通过进料槽7进入配剂室8与纳米银颗粒混合形成消毒剂，然后从出料口9采出。电源13通过电线分别与阴极2、阳极3以及搅拌机11相连。
S2：纳米银消毒剂制备工艺
纳米银消毒剂制备是通过纳米银生成室阴极与阳极之间高压产生电爆，形成瞬间高温使金属银蒸发，原子态的金属银在纳米银生成室做无规则热运动，相互碰撞聚并后凝结形成纳米银颗粒，这些纳米银颗粒随着工作气流通过管道进入储料室，储料室中的气固分离器将气体中的纳米银颗粒进行过滤，过滤后的纳米银颗粒落入底部存贮。储料室中的纳米银可以进入配剂室与溶剂混合生成纳米银消毒剂。
S3：纳米银消毒剂配制
将一定量的纳米银、纳米银稳定剂、分散保护剂、助剂、溶剂按照一定的配比搅拌分散成均匀的浆料。
优先地，所述纳米银，其特征在于，纳米银颗粒尺寸介于1-100nm之间。
优先地，所述的纳米银稳定剂，其特征在于，纳米银稳定剂是氨基酸类(谷氨酸、天门冬氨酸、牛磺酸、甘氨酸、丙氨酸)、氨基酸盐类(如谷氨酸钠、天门冬氨酸钠、氨基磺酸铵、丙氨酸钠)、高稳定络合剂(如乙二胺四乙酸二钠、六偏磷酸钠、水溶性环糊精)中的其中一种，或上述物质的组合。
优先地，所述的分散保护剂，其特征在于，分散保护剂是高稳定性的水溶性高分子聚合物，如聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物、纤维素及其衍生物、水溶性壳聚糖及其衍生物、聚乙二醇类、卡波姆类其中的一种，或是上述物质的组合。
优先地，所述的助剂，其特征在于，助剂是硼酸、硼砂、乳酸、氨水其中的一种，或上述物质的组合。
优先地，所述的溶剂，其特征在于，溶剂是乙醇、水其中的一种，或乙醇水混合溶液。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
(1)可以调控纳米银的生产速率：纳米银的生产速率可以通过纳米银生成室阳极银棒的供料速率、阴极阳极匹配工作数量以及阴极阳极间工作电压进行调控。阳极银棒供料速率越快、阴极阳极匹配工作数量越多以及阴极阳极间工作电压越大，纳米银的生产速率越快。
(2)长时间连续制备纳米银消毒剂：纳米银在生成室连续产生纳米银颗粒进入储料室，然后进入与配剂室与溶剂混合生成纳米银消毒剂，该过程可以长时间连续运行，不断进料与采出。
(3)可制备多种不同配比的纳米银消毒剂：在本发明中通过控制纳米银、纳米银稳定剂、分散保护剂、助剂、溶剂的配比可以制备消毒杀菌效果的消毒剂，满足不同实际场合需求。
(4)纳米银消毒剂制备效率高，操作简单，性价比高：本发明将纳米银生成装置、储料装置以及纳米银配剂装置一体化组合，能够高效快速灵活制备纳米银消毒剂，节约了设备投资成本，降低了纳米银消毒剂的制备成本，性价比高。
附图说明
图1为本发明的制备工艺设备示意图；
其中：1-纳米银生成室；2-阴极；3-阳极；4-管道；5-气固分离器；6-储料室；7-进料槽；8-配剂室；9-出料口；10-传动带；11-搅拌机；12-搅拌桨；13-电源。
图2为本发明的制备工艺流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1与附图2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
纳米银消毒剂原料配比如下表所示：
制备方法：启动装置电源，将纳米银生成室内部三个阴极阳极电压调至10kV，阳极银棒进料速率设置为0.1mm/min，工作气体吹扫速率为10m3/min，纳米银的生产速率为10g/min。纳米银随气流进入储料室之后被气固分离器分离，落入底部储存。纳米银按5g/min的进料速率由储料室进入配剂室，纳米银稳定剂、分散保护剂、助剂、溶剂分别以50g/min、15g/min、10g/min、5000g/min的进料速率由进料槽加入配剂室。所有原料在配剂室混合搅拌均匀后得到稳定的纳米银消毒剂，然后从出料口采出。
消毒性能检测：以100毫升该纳米银消毒剂为例，依据《消毒技术规范》2019年版，进行消毒性能检测，结果显示，上述纳米银消毒剂在3.5分钟对大肠杆菌(ATCC 8739)的杀灭率大于99.9％，对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)的杀灭率大于99.9％，在4分钟对新型冠状病毒(2019-nCoV)的杀灭率大于99.9％。
实施例2：
纳米银消毒剂原料配比如下表所示：
制备方法：启动装置电源，将纳米银生成室内部三个阴极阳极电压调至20kV，阳极银棒进料速率设置为0.2mm/min，工作气体吹扫速率为10m3/min，纳米银的生产速率为20g/min。纳米银随气流进入储料室之后被气固分离器分离，落入底部。纳米银按10g/min的进料速率由储料室进入配剂室，纳米银稳定剂、分散保护剂、助剂、溶剂分别以70g/min、30g/min、20g/min、5000g/min的进料速率由进料槽加入配剂室。所有原料在配剂室混合搅拌均匀后得到稳定的纳米银消毒剂，然后从出料口采出。
消毒性能检测：以100毫升该纳米银消毒剂为例，依据《消毒技术规范》2019年版，进行消毒性能检测，结果显示，上述纳米银消毒剂在2分钟对大肠杆菌(ATCC 8739)的杀灭率大于99.9％，对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)的杀灭率大于99.9％，在2.5分钟对新型冠状病毒(2019-nCoV)的杀灭率大于99.9％。
实施例3：
纳米银消毒剂原料配比如下表所示：
制备方法：启动装置电源，将纳米银生成室内部一对阴极阳极电压调至10kV，阳极银棒进料速率设置为0.1mm/min，工作气体吹扫速率为10m3/min，纳米银的生产速率为4g/min。纳米银随气流进入储料室之后被气固分离器分离，落入底部。纳米银按2g/min的进料速率由储料室进入配剂室，纳米银稳定剂、分散保护剂、助剂、溶剂分别以30g/min、8g/min、7g/min、5000g/min的进料速率由进料槽加入配剂室。所有原料在配剂室混合搅拌均匀后得到稳定的纳米银消毒剂，然后从出料口采出。
消毒性能检测：以100毫升该纳米银消毒剂为例，依据《消毒技术规范》2019年版，进行消毒性能检测，结果显示，上述纳米银消毒剂在5分钟对大肠杆菌(ATCC 8739)的杀灭率大于99.9％，对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)的杀灭率大于99.9％，在7分钟对新型冠状病毒(2019-nCoV)的杀灭率大于99.9％。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
