本发明专利技术描述一种用于净化水的组合物和使用所述组合物的装置。所述组合物包含过渡金属离子Mn+释放化合物以及CO32-释放化合物或SiO32-释放化合物。提供所述组合物Mn+/CO32-或Mn+/SiO32-来对在水中常见的各种干扰物质进行消毒。已基于多个方面证实所述组合物对于抗微生物活性而言优于传统上使用的Ag+的用途，诸如杀死所需的接触时间减少、在干扰物质存在下杀死微生物的能力、针对不同类型微生物的活性、即使在低浓度所述组合物时的抗微生物活性、处理高浓度微生物的能力以及为水提供无菌性以供长时间储存的能力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请案要求2013年6月28日提交的印度申请案No.2867/CHE/2013的优先权，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。专利
本专利技术涉及一种水净化装置和一种在水净化装置中使用的组合物。更具体来说，本专利技术涉及一种用于进行水消毒的含有过渡金属Mn+和CO32-或Mn+和SiO32-的多组分组合物。专利技术背景使用银进行水净化是最古老的已知技术之一且追溯到公元前500年。使用银容器烹煮、储存和摄食在过去很流行。银是一种宽泛的消毒剂且其可能用作药物成为数份历史文献的一部分。近期的评论涉及到银在水净化中的重要性(PradeepT,Anshup,ThinSolidFilms,2009,517,24,6441-6478)。银的抗菌特性是自然界的有趣设计。在自然界中常见的几种过渡金属离子中，银离子是唯一盐酸盐在水中高度不溶的例子(在25℃下的溶解度＝1.9mg/L)。此溶解度限制似乎是为特定原因而设计的：为了减小水中的银浓度，这限制了银在活体中的移动性。可高度确定地说，银的杀生物特性是水净化的最高研究目标。存在几种与银和铜的杀生物特性相关的机制而且在近期的几篇文章中涉及到(PradeepT,Anshup,ThinSolidFilms,2009,517,24,6441-6478；FengQL等人,JBiomedMaterRes.,2000,52,662-668；Z.Xiu等人,NanoLett.,2012,12,4271-4275)。尽管在上世纪早期很长一段时间流行直接使用离子形式的银，但已经被通过溶解零价银就地形成银离子所代替(诸如银纳米颗粒和银电极，其中使用前者作为离子来源对于水净化而言极受欢迎)。近期通过数次详细研究认识到，银纳米颗粒的溶解因水中存在盐而受到负面影响(Hoek等人.JNanopartRes.2010,12,1531,Hoek等人.Environ.Sci.Technol.2010,44,7321,Bonzongo等人.Environ.Sci.Technol.2009,43,3322以及Lead等人.Environ.Sci.Technol.2009,43,7285)。天然有机物质的存在也使杀虫剂的毒性减小(Day等人,EnvironmentalTechnology1997,18,781-794)。水中的各种盐和其它物质对从银纳米颗粒溶解银离子的负面影响问题通过将银纳米颗粒分散在有机模板化的金属氢氧化物复合物中得以克服(相同专利技术人的印度专利申请案947/CHE/2011,PCT/IB2012/001079)。还重要的是应注意，银离子的微生物活性因水中存在的各种物质而受到严重影响。例如，在含有典型离子的地下水中，超过65ppb范围的银离子浓度将以AgCl的形式沉淀且因此与水进行相分离(后续部分中给出详细解释)。在水中具有不同溶解度的其它过渡金属离子也明显存在这种特性。还应注意，随着饮用水源的盐含量增加，可用的银离子持续减少，因为开始形成有效性较小的银复合物物种(例如，AgCl2-)(后续部分中给出详细解释)。类似地，已知银离子与水中存在的有机物质形成复合物。因此应了解，银离子作为抗微生物剂受到饮用水中存在其它离子和物质的严重影响。类似地，其它过渡金属也遭遇到由水中存在的各种物质所产生的类似困难。因此，重要的是研发含有过渡金属离子的新型抗微生物组合物，具体来说是在不同水质条件下可提供消毒能力的银离子。文献中充分报道了各种过渡金属的抗微生物活性。银和铜尤其受到关注，主要是因为它们在使用浓度下以及其大的消毒潜能对人类具有未知的长期健康影响。然而，其它过渡金属是并非如此有效的消毒剂，尤其就肠微生物而言(MullerHE,ZentralblBakteriolMikrobiolHygB.,1985,182,95-101)。过渡金属的抗菌作用通常称为微动作用，因为它们在低浓度下最有效(由于各种阴离子所产生的溶解度限制，因此它们在实际的水中在较高浓度下无法以离子形式存在)。据建议，金属离子对真菌的毒性呈以下次序：Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Au>Zn>Fe>Mn>Mo且>Sn(Martin,H.1969.InD.C.Torge-son(编),Fungicides,第11卷.AcademicPressInc.,NewYork)。尽管银离子攻击细菌的确切机制尚不可知，但基于其与硫的已知强结合，建议银与含硫的酶和蛋白结合(BraggPD,RainnieDJ,CanJMicrobiol.,1974,20,883-9)。还建议银与细菌细胞膜中的其它组分通过释放K+离子或通过氢键结合相互作用(SchreursWJ,RosenbergH,JBacteriol.,1982,152,7-13)。难以确定银的抗微生物活性的确切机制，因为大多数这些研究都是在较高的银离子浓度下进行的，此时它可能通过与细胞含硫化合物相互作用而发生沉淀。在低浓度银的情形下进行研究对于机制而言相当重要，但需要大量的实验性护理。基于文献中迄今为止所建议的各种机制，确信银与含硫化合物以及供金属离子结合的带负电部位相互作用。简单起见且与水净化的吸附概念类似，银离子可处理成被吸附物且微生物可处理成吸附物。已知被吸附物吸附到吸附物上由于水中存在的干扰物质的存在而受到干扰。例如，氟离子(F-)吸附到活性氧化铝上因水中存在的各种带负电的离子(例如，CO32-、PO43-、HCO3-等)的存在而受到负面影响。因此，预期银离子(被吸附物)吸附到微生物(吸附物)上因可用银的浓度以及水中存在的竞争吸附部位的其它离子/物质而受到负面影响。可用的银继续随着水中Cl-的浓度增加而减少。吸附的适当部位的可用性对于有效的抗菌活性而言是重要的。一种研究已表明脂多糖(LPS)-阳离子与细菌相互作用的相关性来证实如何引起对微生物的抗性(E.Schneck,JRSocInterface,2009,6,5671–5678；E.Schneck,PNAS,2010,107,20,9147-9151)。LPS是存在于革兰氏阴性细菌外膜中的主要多糖且因此与外部环境相互作用。据建议，Ca2+促使从带负电的LPS置换K+离子且导致LPS中的O-侧链聚集。随着表面能减小，部位变得无法供杀生物物质实施杀菌作用。重本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过在水中获得杀生物活性来净化水的组合物，所述组合物包含：5ppb至100ppb的过渡金属离子Mn+释放化合物，其中过渡金属Mn+是银离子(Ag+)且Mn+释放化合物选自由硝酸银、乙酸银、氟化银、硫酸银和硝酸银组成的组；以及5ppm至100ppm的CO32‑离子释放化合物，其中所述CO32‑离子释放化合物是Na2CO3与K2CO3之一；或5ppm至40ppm的SiO32‑离子释放化合物，其中所述SiO32‑离子释放化合物是Na2SiO3与K2SiO3之一。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.28 IN 2867CHE20131.一种通过在水中获得杀生物活性来净化水的组合物，所述组
合物包含：
5ppb至100ppb的过渡金属离子Mn+释放化合物，其中过渡金属
Mn+是银离子(Ag+)且Mn+释放化合物选自由硝酸银、乙酸银、氟化银、
硫酸银和硝酸银组成的组；以及
5ppm至100ppm的CO32-离子释放化合物，其中所述CO32-离子
释放化合物是Na2CO3与K2CO3之一；或
5ppm至40ppm的SiO32-离子释放化合物，其中所述SiO32-离子
释放化合物是Na2SiO3与K2SiO3之一。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述银离子的来源包括从
以银纳米颗粒形式存在的银释放化合物溶解离子。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述银离子的来源包括从
以银电极形式存在的银释放化合物溶解离子。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述组合物
充当杀虫剂，其中水具有高达1000ppm的氯离子浓度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述组合物
提供针对革兰氏阳性细菌的消毒能力。
6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述组合物
对饮用水进一步杀菌以供储存约48小时以上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中与传统上使
用Ag+离子来获得完全的病毒灭活效率相比所述组合物使所需银离
\t子的浓度降低至少60％。
8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中与传统上使
用银离子相比所述组合物进一步使为获得完全的微生物灭活效率所
需的放置时间减少至少50％。
9.如权利要求1至8中任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·普拉迪普，M·U·桑卡尔，C·阿姆瑞塔，A·萨哈亚，安什普，J·R·斯瓦西，
申请(专利权)人：印度理工学院，
类型：发明
国别省市：印度;IN
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