分析：載銀活性炭吸附功能丨載銀活性炭抗菌功能活性炭是優(yōu)良的吸附劑，它能除去水中的許多有毒、有害物質(zhì)，為人們提供安全的飲水，這已是公認(rèn)的事實(shí)。載銀活性炭，它不僅繼續(xù)具有吸附劑的功能，而且具有抗菌功能。載銀活性炭抗菌的功能主要是銀的功勞。
銀具有抗菌作用，這也是人們很早就知道的事實(shí)。在中國銀餐具的使用，在國外人們?cè)邗r牛奶中放入銀幣以延長(zhǎng)牛奶的保存時(shí)間，都是最早應(yīng)用銀抗菌的實(shí)例。隨著科學(xué)的進(jìn)步，人們發(fā)現(xiàn)：膠質(zhì)銀（粒徑介于10~100nm之間的微細(xì)顆粒）能有效的對(duì)抗650種以上不同的傳染疾病，另有8 種病菌能夠?qū)鼓z質(zhì)銀。在青霉素發(fā)現(xiàn)以前，銀是“古老的抗菌素”，國外的醫(yī)生們的結(jié)論是：“純銀對(duì)人體是百益而無一害”，“許多不同種類的耐抗生素病菌都能被膠質(zhì)銀殺滅”。因此FDA（美國食品與衛(wèi)生署）允許膠質(zhì)銀開架銷售。正因?yàn)殂y既能抗菌又對(duì)人體具有保健作用（保護(hù)我們體內(nèi)的天然酶以及加快修補(bǔ)破損的組織）。因此便被首選為抗菌劑的材料。在國外，抗菌制品以已形成為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，日本在1993年就成立了“銀等無機(jī)系抗菌劑研究會(huì)（銀研會(huì)）”，1998年6月以“銀研會(huì)”成員為基礎(chǔ)成立了“抗菌制品技術(shù)協(xié)會(huì)”，并制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。銀（Ag+）的最低抑菌濃度（MIC）對(duì)傷寒菌而言為2.0×10-6（mol/L）。Ag2O（以Al2O3為載體）的抑菌圈（mm）隨其含量增加而增加，詳見表一：
如果我們以抑菌圈最小的芽孢桿菌作圖，便可很明顯的發(fā)現(xiàn)：隨著銀含量的增加，抑菌圈也隨之增加，然而并非直線關(guān)系，而是有趨向飽和的趨勢(shì)，詳見圖1，
圖1：銀含量與抑菌圈的關(guān)系圖
銀的殺菌機(jī)理目前有兩種理論：一為接觸反應(yīng)機(jī)理，該理論認(rèn)為：銀離子（Ag+）接觸微生物后，導(dǎo)致微生物的蛋白質(zhì)遭受破壞，造成微生物的死亡或產(chǎn)生功能障礙。其接觸原理基于電吸附。因?yàn)榧?xì)胞膜帶有負(fù)電荷，而銀離子（Ag+）帶有正電荷，兩者產(chǎn)生電吸附并使之牢固結(jié)合，即所謂“微動(dòng)力效應(yīng)”（oligodynamic effect）。其結(jié)果是銀離子穿透細(xì)胞膜進(jìn)入微生物體內(nèi)，與微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)上的巰（qiu）基（-SH）產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)：
此反應(yīng)造成蛋白質(zhì)凝固，使微生物合成酶的活性遭到破壞，干擾微生物DNA的合成，使微生物喪失分裂增殖能力而死亡。與此同時(shí)，Ag+和蛋白質(zhì)的結(jié)合還破壞了微生物的電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳輸系統(tǒng)。由于Ag+是均勻分布在活性炭的內(nèi)外表面上，在使用過程中逐漸釋放，而銀在低濃度（2.0×10-6mol/L）下就是有抗菌效果。此外，由于Ag+具有較高的氧化還原電位（±0.798ev,25°），所以反應(yīng)活性大（隨著其價(jià)態(tài)的升高，還原勢(shì)也升高），能使周圍空間內(nèi)的氧分子（O2）轉(zhuǎn)變成原子態(tài)的氧。
銀殺菌機(jī)理的第二種理論是活性氧機(jī)理。該理論認(rèn)為：活性炭載上銀后，在其表面分布著微量的銀元素，它能起到催化活性中心的作用。載銀活性炭活性中心能吸收環(huán)境的能量，激活吸附在活性炭表面的空氣和水中的氧，產(chǎn)生羥自由基（?OH）和活性氧離子（O2-），這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的氧化能力，能破壞細(xì)菌細(xì)胞的增殖能力，實(shí)現(xiàn)抑菌或殺滅細(xì)菌的目的。其示意圖如圖2 所示：
圖2：活性氧理論示意圖
載銀活性炭，它符合“耐熱性好、抗菌譜廣、有效期長(zhǎng)”的要求。而且對(duì)微生物不產(chǎn)生耐藥性的無機(jī)抗菌劑，過去活性炭載銀，人們往往直接用硝酸銀（AgNO3）水溶解浸漬后干燥，此方法未改變硝酸銀結(jié)構(gòu)，所以一遇水便很快溶解流失，后來有人將硝酸銀轉(zhuǎn)化氯化銀以減少流失。我們則采用［Ag(NH3)2］+ 絡(luò)合物的方式，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚蕴靠梢晕降奈镔|(zhì)。然后再經(jīng)高溫煅燒使之成為單質(zhì)銀和氧化亞銀?；钚蕴繉?duì)銀氨絡(luò)合物的吸附為物理吸附，其鍵能為范德華引力。法國的BLUE Industries集團(tuán)采用等離子技術(shù)將銀與炭的共價(jià)鍵結(jié)合（即化學(xué)吸附）用于水的殺菌。國內(nèi)有關(guān)單位經(jīng)過試驗(yàn)證明，效果很好，這兩種吸附方式的區(qū)別示于圖3：
圖3：物理吸附與化學(xué)吸附關(guān)系圖
圖中AX 曲線表示物理吸附，BXC 表示化學(xué)吸附。兩條曲線相交，意味著從能量上看，兩種吸附是可以轉(zhuǎn)換的。物理吸附的分子可以吸收能量而激發(fā)，越過勢(shì)壘X進(jìn)入化學(xué)吸附（C點(diǎn)位置）。目前生產(chǎn)的載銀活性炭，經(jīng)過等離子技術(shù)處理（給以激發(fā)能量），即可達(dá)到共價(jià)鍵結(jié)合的形式。
從催化角度看，銀表面能吸附氫和氧，而且是氫和氧的原子。這是國內(nèi)外許多研究催化的學(xué)者們得出的結(jié)論。推論是：一個(gè)氧原子吸附在一個(gè)銀原子上，并用模型表示如下：
按照此理論，我們便可以從理論上得出：載銀活性炭的壽命終止與Ag 原子或氧原子飽和之時(shí)。
Trapnell指出：“清潔的銀蒸發(fā)膜在室溫下并不對(duì)氫產(chǎn)生化學(xué)吸附，而氧化后的銀膜則有緩慢的吸附。一般認(rèn)為銀也像銅那樣，并不吸附分子態(tài)的氫，而是吸附原子態(tài)氫”。這樣我們便可推論其和水的反應(yīng)過程為：
這個(gè)過程之所以緩慢，是因?yàn)樗且粋€(gè)吸熱過程。盡管這個(gè)過程是緩慢的，它仍然能造成水中溶解的氧增加1-2ppm。這也就是法國BLUE Industries 集團(tuán)在答復(fù)中國建筑研究設(shè)計(jì)院所提問題時(shí)所指出的：“阻垢和防止細(xì)菌的功效源自粉狀載銀炭的催化作用。”因此，可以得出結(jié)論：藍(lán)水（Cartis）載銀活性炭，在飲用水的凈化處理上有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是目前國際上最先進(jìn)的飲用水處理介質(zhì)。
這篇論文回答了CARTIS介質(zhì)在水處理中的以下問題:
1. 藍(lán)水--出生態(tài)氧[O]的生成機(jī)理: 由于Ag+具有較高的氧化還原電位（±0.798ev,25°），所以反應(yīng)活性大（隨著其價(jià)態(tài)的升高，還原勢(shì)也升高），能使周圍空間內(nèi)的氧分子（O2）轉(zhuǎn)變成原子態(tài)的氧[O]。
2. 藍(lán)水--溶解氧增加的機(jī)理: 清潔的銀蒸發(fā)膜在室溫下并不對(duì)氫產(chǎn)生化學(xué)吸附，而氧化后的銀膜則有緩慢的吸附。一般認(rèn)為銀也像銅那樣，并不吸附分子態(tài)的氫，而是吸附原子態(tài)氫”?？赏普撈浜退姆磻?yīng)過程為：這個(gè)過程之所以緩慢，是因?yàn)樗且粋€(gè)吸熱過程。盡管這個(gè)過程是緩慢的，它仍然能造成水中溶解的氧增加1-2ppm。
3.藍(lán)水--長(zhǎng)效抑菌.抑藻.抑病毒的機(jī)理: 活性炭載上銀后，在其表面分布著微量的銀元素，它能起到催化活性中心的作用。這個(gè)活性中心能吸收環(huán)境的能量，激活吸附在活性炭表面的空氣和水中的氧，產(chǎn)生羥自由基（?OH）和活性氧離子（O2-），這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的氧化能力，能破壞細(xì)菌細(xì)胞的增殖能力，實(shí)現(xiàn)載銀活性炭抑菌或殺滅細(xì)菌的目的。
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