分析：載銀活性炭吸附功能丨載銀活性炭抗菌功能

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良的吸附劑，它能除去水中的許多有毒、有害物質，為人們提供安全的飲水，這已是公認的事實。載銀活性炭，它不僅繼續具有吸附劑的功能，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。在中國銀餐具的使用，在國外人們在鮮牛奶中放入銀幣以延長牛奶的保存時間，都是最早應用銀抗菌的實例。隨著科學的進步，人們發現：膠質銀（粒徑介于10~100nm之間的微細顆粒）能有效的對抗650種以上不同的傳染疾病，另有8 種病菌能夠對抗膠質銀。在青霉素發現以前，銀是“古老的抗菌素”，國外的醫生們的結論是：“純銀對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銀殺滅”。因此FDA（美國食品與衛生署）允許膠質銀開架銷售。正因為銀既能抗菌又對人體具有保健作用（保護我們體內的天然酶以及加快修補破損的組織）。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產業，日本在1993年就成立了“銀等無機系抗菌劑研究會（銀研會）”，1998年6月以“銀研會”成員為基礎成立了“抗菌制品技術協會”，并制定了行業標準。銀（Ag+）的最低抑菌濃度（MIC）對傷寒菌而言為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，便可很明顯的發現：隨著銀含量的增加，抑菌圈也隨之增加，然而并非直線關系，而是有趨向飽和的趨勢，詳見圖1，
圖1：銀含量與抑菌圈的關系圖
 
銀的殺菌機理目前有兩種理論：一為接觸反應機理，該理論認為：銀離子（Ag+）接觸微生物后，導致微生物的蛋白質遭受破壞，造成微生物的死亡或產生功能障礙。其接觸原理基于電吸附。因為細胞膜帶有負電荷，而銀離子（Ag+）帶有正電荷，兩者產生電吸附并使之牢固結合，即所謂“微動力效應”（oligodynamic effect）。其結果是銀離子穿透細胞膜進入微生物體內，與微生物體內的蛋白質上的巰（qiu）基（-SH）產生化學反應： 
 
此反應造成蛋白質凝固，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，Ag+和蛋白質的結合還破壞了微生物的電子傳輸系統、呼吸系統和物質傳輸系統。由于Ag+是均勻分布在活性炭的內外表面上，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°），所以反應活性大（隨著其價態的升高，還原勢也升高），能使周圍空間內的氧分子（O2）轉變成原子態的氧。
銀殺菌機理的第二種理論是活性氧機理。該理論認為：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境的能量，激活吸附在活性炭表面的空氣和水中的氧，產生羥自由基（?OH）和活性氧離子（O2-），這些物質具有很強的氧化能力，能破壞細菌細胞的增殖能力，實現抑菌或殺滅細菌的目的。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”的要求。而且對微生物不產生耐藥性的無機抗菌劑，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構，所以一遇水便很快溶解流失，后來有人將硝酸銀轉化氯化銀以減少流失。我們則采用［Ag(NH3)2］+ 絡合物的方式，使其轉變為活性炭可以吸附的物質。然后再經高溫煅燒使之成為單質銀和氧化亞銀。活性炭對銀氨絡合物的吸附為物理吸附，其鍵能為范德華引力。法國的BLUE Industries集團采用等離子技術將銀與炭的共價鍵結合（即化學吸附）用于水的殺菌。國內有關單位經過試驗證明，效果很好，這兩種吸附方式的區別示于圖3：
圖3：物理吸附與化學吸附關系圖
 
圖中AX 曲線表示物理吸附，BXC 表示化學吸附。兩條曲線相交，意味著從能量上看，兩種吸附是可以轉換的。物理吸附的分子可以吸收能量而激發，越過勢壘X進入化學吸附（C點位置）。目前生產的載銀活性炭，經過等離子技術處理（給以激發能量），即可達到共價鍵結合的形式。
從催化角度看，銀表面能吸附氫和氧，而且是氫和氧的原子。這是國內外許多研究催化的學者們得出的結論。推論是：一個氧原子吸附在一個銀原子上，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。
Trapnell指出：“清潔的銀蒸發膜在室溫下并不對氫產生化學吸附，而氧化后的銀膜則有緩慢的吸附。一般認為銀也像銅那樣，并不吸附分子態的氫，而是吸附原子態氫”。這樣我們便可推論其和水的反應過程為： 
這個過程之所以緩慢，是因為它是一個吸熱過程。盡管這個過程是緩慢的，它仍然能造成水中溶解的氧增加1-2ppm。這也就是法國BLUE Industries 集團在答復中國建筑研究設計院所提問題時所指出的：“阻垢和防止細菌的功效源自粉狀載銀炭的催化作用?！币虼?，可以得出結論：藍水（Cartis）載銀活性炭，在飲用水的凈化處理上有其獨特的優勢，是目前國際上最先進的飲用水處理介質。
這篇論文回答了CARTIS介質在水處理中的以下問題:
1. 藍水--出生態氧[O]的生成機理: 由于Ag+具有較高的氧化還原電位（±0.798ev,25°），所以反應活性大（隨著其價態的升高，還原勢也升高），能使周圍空間內的氧分子（O2）轉變成原子態的氧[O]。
2. 藍水--溶解氧增加的機理: 清潔的銀蒸發膜在室溫下并不對氫產生化學吸附，而氧化后的銀膜則有緩慢的吸附。一般認為銀也像銅那樣，并不吸附分子態的氫，而是吸附原子態氫”。可推論其和水的反應過程為：這個過程之所以緩慢，是因為它是一個吸熱過程。盡管這個過程是緩慢的，它仍然能造成水中溶解的氧增加1-2ppm。
3.藍水--長效抑菌.抑藻.抑病毒的機理: 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。這個活性中心能吸收環境的能量，激活吸附在活性炭表面的空氣和水中的氧，產生羥自由基（?OH）和活性氧離子（O2-），這些物質具有很強的氧化能力，能破壞細菌細胞的增殖能力，實現載銀活性炭抑菌或殺滅細菌的目的。

 
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