способ модифицирования поверхности

Формула изобретения

Способ модифицирования поверхности твердого тела, включающий заполнение резервуара водно-органическим раствором наноструктурных частиц серебра, выдерживание раствора в резервуаре в течение определенного времени при температуре 16-20^oС, периодические замеры оптической плотности раствора посредством спектрофотометра, освобождение резервуара от раствора после достижения заданной величины оптической плотности, промывку модифицированной поверхности при комнатной температуре, отличающийся тем, что выдерживание раствора в резервуаре осуществляют в течение 40-50 ч, а промывку осуществляют два раза углеводородом, водно-спиртовым раствором (1: 1) и дистиллированной водой в течение 30 мин, процесс промывки осуществляют в резервуарах, поверхность модифицирования которых выполнена из стали, керамики, фарфора, фаянса, полимерного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическим процессам химической обработки поверхностей и, в частности, к способам модифицирования поверхности резервуаров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому является способ модифицирования поверхности твердого тела, включающий заполнение резервуара водно-органическим раствором наноструктурных частиц серебра, выдерживание раствора в резервуаре в течение определенного времени при температуре 16-20^oС, периодические замеры оптической плотности раствора посредством спектрофотометра, освобождение резервуара от раствора после достижения заданной величины оптической плотности, промывку модифицированной поверхности при комнатной температуре (см., например, патент РФ 2135262 по кл. В 01 D 39/08). В известном способе техническим результатом является получение фильтровального элемента, позволяющего отфильтровывать содержащиеся микробиологические примеси.

Однако в известном способе не достигается возможность воздействия поверхности резервуара на бактериальные взвеси в воде, помещаемой в резервуар, а также возможность воздействия на бактериальные взвеси в воде поверхностей твердых материалов, помещаемых в различные резервуары, емкости, бассейны, колодцы, водоемы.

Техническим результатом, на достижение которого направлен заявляемый способ, является достижение возможности воздействия модифицированной поверхности резервуара на микробиологические примеси в воде, помещаемой в резервуар, а также возможности получения модифицированных поверхностей твердых конструкционных и других материалов с заданными антимикробными или каталитическими свойствами.

Для достижения указанного технического результата в известном способе модифицирования поверхности, включающем заполнение резервуара водно-органическим раствором наноструктурных частиц серебра, выдерживание раствора в резервуаре в течение определенного времени при температуре 16-20^oС, периодические замеры оптической плотности раствора посредством спектрофотометра, освобождение резервуара от раствора после достижения заданной величины оптической плотности, промывку модифицированной поверхности при комнатной температуре, выдерживание раствора в резервуаре осуществляют в течение 40-50 ч, а промывку осуществляют два раза углеводородом, водно-спиртовым раствором (1: 1) и дистиллированной водой в течение 30 мин, а процесс промывки осуществляют в резервуарах, поверхность модифицирования которых выполнена из стали, керамики, фарфора, фаянса, полимерного материала.

Способ осуществляют следующим образом. Заполняют резервуар из металла, стали, керамики, фаянса, фарфора, полимерного материала модифицирующим раствором, представляющим собой водно-органический раствор наноструктурных частиц серебра. Выдерживают раствор в резервуаре в течение 40-50 ч при температуре 16-20^oС. Производят спектрофотометрическое измерение оптической плотности раствора, изменяющейся за счет адсорбации наночастиц из раствора на поверхности резервуара. Замеры оптической плотности раствора производят в течение указанного периода времени через два часа в течение первых 10 ч, а далее через 4 ч. Изменение содержания наноструктурных частиц серебра в водно-органическом растворе за счет их адсорбации на поверхности резервуара измеряют по уменьшению оптической плотности при длине волны 420-440 нм. После уменьшения ее на определенную величину в результате адсорбации наноструктурных частиц серебра, например при уменьшении оптической плотности на 50-60% после выдерживания раствора в резервуаре в течение 48 ч, резервуар освобождают от раствора, промывают резервуар при комнатной температуре последовательно два раза углеводородом, водно-спиртовым раствором (1:1) и дистиллированной водой в течение 30 мин. После этого производят оценку эффективности бактерицидного действия поверхности резервуара путем внесения в него взвеси бактерий в водопроводной воде. В качестве бактерий используют Escherichia coli АТСС 25922 или бактерии Legionella pneumophila.

Для этого в резервуар, поверхность которого была обработана раствором наноструктурных частиц серебра, и в резервуар, поверхность которого не была обработана раствором наноструктурных частиц серебра, вносят в выбранной концентрации взвесь указанных бактерий в водопроводной воде, отбирают пробы воды из каждого резервуара и делают посевы на отдельные чашки Петри с питательной средой, подсчитывают число жизнеспособных бактериальных клеток на единицу объема микробной взвеси в каждом резервуаре и устанавливают (см. табл. 1), что число жизнеспособных клеток в резервуаре, поверхность которого была обработана раствором наноструктурных частиц серебра для бактерий Е.соli (при начальной концентрации 10⁷ кл. /мл) снижается сразу после внесения взвеси бактерий в резервуар на 1,5 порядка, через 30 мин - на 2,5 порядка, через 1 и 2 ч - на 4 и 5 порядков соответственно; для бактерий L. pneumophila Филадельфия 1 при начальной концентрации 10⁸ кл./мл число жизнеспособных бактерий снижается после внесения в резервуар сразу на 1 порядок, через 30 мин - 2 порядка, через 1 и 2 ч - на 4 и 5 порядков соответственно, через 3 ч бактерии в резервуаре полностью погибают; в резервуаре, поверхность которого не была обработана наночастицами серебра, начальная концентрация бактерий cохраняется постоянной в течение 4-х ч.

При использовании описанного способа в резервуар с водно-органическим раствором наночастиц металлов помещают образцы из различных материалов (керамику, нержавеющую сталь, фарфор и др.), выдерживают их в течение определенного времени (не менее 48 ч) при температуре 16-22^oС, определяют спектрофотометрически количество адсорбированных наноструктурных частиц, которые могут быть получены из различных металлов, вынимают из раствора образцы материалов с поверхностью, модифицированной наноструктурными частицами металла, промывают их так же, как поверхность резервуара, и затем помещают образцы в стеклянную емкость с инфицированной водой (взвесь бактерий Е. Coli) и определяют бактерицидное действие модифицированной поверхности образцов; или в резервуар с водно-органическим раствором наночастиц металла помещают адсорбирующие элементы из окиси алюминия, окиси титана, силикагеля и др., выдерживают их в течение определенного времени (не менее 48 ч) при температуре 16-20^oС, определяют спектрофотометрически количество адсорбированных наноструктурных частиц металлов по изменению оптической плотности при длине волны, отвечающей максимуму полосы поглощения этих частиц, вынимают из раствора элементы с поверхностью, модифицированной наноструктурными частицами металлов, и определяют их каталитическую активность.