一、微孔抗菌球研發(fā)背景
凈水器以其改善水質(zhì)效果明顯，解決家用水終端污染問題，逐步得到消費者認可，近幾年呈快速發(fā)展態(tài)勢。但凈水器廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，很多廠家有意或無意會受到配件耗材的質(zhì)量影響而導致制出水達不到國家飲用水標準，從而導致二次污染影響消費者的身體健康。2014年7月，國家質(zhì)檢總局執(zhí)法司組織上海、江蘇、浙江、廣東、福建等地的質(zhì)監(jiān)部門對33家凈水器生產(chǎn)企業(yè)開展了執(zhí)法檢查，發(fā)現(xiàn)近四成的凈水器不合格，問題主要集中在出水有活性炭粉末和細菌超標等問題，給凈水器廠家和消費者都帶來了風險和安全隱患。
據(jù)21氫網(wǎng)資訊報道，水中細菌超標將會給消費者和廠家?guī)聿淮_定風險，開發(fā)新型凈水濾材就成為當務之急�；趪鴥�(nèi)多家凈水器廠家的要求，山東木齊健康科技有限公司研發(fā)團隊提出利用天然環(huán)境礦物材料的微孔特性來實現(xiàn)抗菌凈水的新思路，這個設計思路也是建立在各大科研院重要的研究課題基礎(chǔ)上，伴隨無機抗菌技術(shù)材料和光催化技術(shù)材料的不斷研究發(fā)展，將其與天然礦物材料的超微孔結(jié)構(gòu)復合，采用造孔梯度高溫工藝燒制技術(shù)，開發(fā)新型的抗菌凈化材料成為可能。
一種具有抗菌凈水功能的微孔抗菌材料，經(jīng)過上千次試驗，終于在2015年3月份由山東木齊研發(fā)團隊研發(fā)成功。微孔抗菌球是以天然環(huán)境礦物材料為基礎(chǔ)，通過添加稀土金抗菌材料和光催化材料復合經(jīng)高溫燒制而成。微孔抗菌球具有較強的抗菌和抑菌功能，同時還有凈水和活水功能。微孔抗菌球利用了天然礦物材料微孔和自極化特性、輻射強遠紅外性能及納米復合耐高溫抗菌材料的抗菌性能，可有效抑制水中細菌滋生和微生物生長而導致的水質(zhì)粘稠、變色、變質(zhì)、細菌超標等問題。微孔抗菌球的誕生對解決凈水器制水細菌超標問題和活性炭粉末沉淀問題提供了較好的技術(shù)解決方案。
二、微孔抗菌球功能原理
微孔抗菌球具有超微孔性，球體微孔形成的比表面積達到近500平方米/克，這使得無機抗菌劑呈彌散狀態(tài)分布于整個球體外表面和球體內(nèi)部，形成了上千萬個抗菌抑菌觸點。當球體與水接觸時，水會由外表面進入球體內(nèi)部孔道。根據(jù)抗菌原理，接觸面積越大，抗菌效果越好。經(jīng)測算，微孔抗菌球比普通銀離子抗菌球增加了近萬倍的抗菌觸點，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來自于材料中金屬離子和光催化羥基離子共同抗菌作用結(jié)合。微孔抗菌球按材料性能和制備工藝要求，還通過引入金屬離子、金屬化合物和電極性礦物材料加入其它可以增強抗菌性能的組分。其中添加的Ce+4/Ce+3等稀土元素，具有較高的電極電位，稀土元素可以減輕銀、銅、鋅等抗菌性金屬離子因容易被氧化而降低抗菌效力的傾向，并可使抗菌元素在材料中呈彌散分布狀態(tài)，提高材料的抗菌效率，從而可以提高抗菌性能。微孔抗菌球自身輻射的遠紅外線與水分子團協(xié)同震蕩，可降低水分子締合度、促進羥基自由基的產(chǎn)生，從而強化材料的抗菌性能。同時達到較高的活化水效果。
三、微孔抗菌球指標對比
目前市售大多是銀離子抗菌球，因廠家不同而叫法不同，比如納米銀抗菌球、銀離子抗菌球，高效銀抗菌球等產(chǎn)品，它們多以粘土、高嶺土等陶瓷材料為基材，通過添加銀粉或銀化物等材料經(jīng)高溫燒制而成的實體球。銀離子抗菌球抗菌觸面有限，抗菌效果較差。微孔抗菌球與銀離子球各項指標對比見表1。
四、微孔抗菌球功能介紹
1、抗菌功能
微孔抗菌球是利用納米復合耐高溫抗菌材料優(yōu)良的抗菌性能，與天然礦物材料的自化電極性、輻射的遠紅外線協(xié)同作用，通過降低水分子團的締合度、促進羥基自由基的產(chǎn)生，從而強化材料的抗菌性能。納米復合抗菌劑中含有Ce+4/Ce+3等稀土元素，具有較高的電極電位，可以減輕銀、銅、鋅等抗菌性金屬離子因容易被氧化而降低抗菌效力的傾向，并可使抗菌元素在材料中呈彌散分布狀態(tài)，提高材料的抗菌效率。
微孔抗菌陶瓷球的特點是球體具有超微孔性，這使得無機抗菌劑呈彌散狀態(tài)分布整個球體表面和內(nèi)部微孔內(nèi)，形成了無數(shù)個有效抗菌點，當球體與水接觸時，水會進入到球體內(nèi)部微孔，根據(jù)接觸性抗菌原理，球體微孔可大大加強抗菌效果。經(jīng)測算微孔抗菌球比普通銀離子抗菌球增大了近萬倍的抗菌接觸點，所以微孔抗菌球具有高效抗菌性能且持久。微孔抗菌球經(jīng)國家建筑材料工業(yè)環(huán)境監(jiān)測中心檢驗，產(chǎn)品對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌（24小時）殺抑率達到95%以上。
2、凈化功能
微孔抗菌球比表面積可達到500平方米/克。當水流經(jīng)微孔球體時，水會進入微孔球孔道和微孔內(nèi)。微孔球可吸附水中余氯等有機物和微生物，同時與水中重金屬離子置換從而起到去除重金屬離子的作用。微孔抗菌球?qū)Ω鞣N重金屬離子、細菌、亞硝酸鹽、有機余氯等具有顯著的吸附性能。其吸附性表現(xiàn)在具有多孔狀和海綿狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，對極性較高的分子如CO2、 NH4+等也具有較強的吸附能力。微孔抗菌球除了自身微孔的吸附凈化功能外，還可與水中重金屬離子交換，起到雙重凈化效果。
3、活水功能
普通的水為絡合大分子團水（見圖4），水的O-H鍵間的角約為105°。外界作用時，它們之間的鍵角容易發(fā)生變化。由于大分子簇團的水參與體內(nèi)生物化學反應差，脂質(zhì)代謝差。這種水即使再純，也不能被人體及生物體內(nèi)的細胞和染色體很好的吸收。同時，這種環(huán)形凝聚結(jié)構(gòu)的水，很容易包藏有毒有害的有機物，使人體的健康遭受損害。
微孔抗菌球具有較強的遠紅外線輻射，當普通水分子與其接觸的瞬間，該產(chǎn)品輻射的強遠紅外線對水分子團結(jié)構(gòu)進行激烈震蕩，使其氫鍵破壞、斷裂，大的水分子團簇，變成只含5～6個水分子的小水分子團（見圖5）。微孔抗菌球?qū)λM行活化后，水的外觀晶瑩剔透，口感好，而且因其分子結(jié)構(gòu)和活化指標獨特而有很強的滲透力、擴散力、溶解力、代謝力、排毒力和補氧功能。飲用活化水能快速調(diào)節(jié)人體電介質(zhì)平衡，易解渴，能解酒、解油膩。同時還能開胃，助消化，促進新陳代謝。
北京大學測試中心對微孔抗菌球進行不同數(shù)量和不同時間浸泡后，分別測試其O17的半峰寬。并在浸泡5分鐘后取出球，測試水經(jīng)過150h后的小分子還原性。共測試九組數(shù)據(jù)，最高值為91.17Hz，最小值為66.62Hz。普通自來水的半峰寬為124.2 Hz。證實該產(chǎn)品能夠使普通自來水在短時間內(nèi)活化變成小分子水，至少保持150小時以上不還原。
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