新型功能性過渡金屬矽酸鹽(ftms)的製作方法

2024-04-06 07:13:05

專利名稱：新型功能性過渡金屬矽酸鹽(ftms)的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及功能性過渡金屬矽酸鹽領域。本發明特別涉及合成具有特定功能所需的結構組成的功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)。
本發明更特別涉及合成具有有效防汙，消毒和殺菌特性的結構組成的功能性過渡金屬矽酸鹽，例如矽酸銀，矽酸銅，矽酸鋅，矽酸錳和矽酸鋯。
本發明還涉及將功能性過渡金屬矽酸鹽(例如矽酸銀，矽酸銅，矽酸鋅，矽酸錳和矽酸鋯)固定在活性氧化鋁，鋁氧化物，農用聚合物，纖維素，石英砂，矽膠，摻入樹脂以及包含塗覆在象石英砂的固體骨架上使其具有有效防汙，消毒，殺菌和有毒氣體解毒特性的樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽。
這些功能性過渡金屬矽酸鹽可用作淨化劑(通過從水介質中鰲合金屬，化學品及殺菌劑)，消毒劑(通過從水介質中去除微生物例如細菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細菌等有害物以及作為保護性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
這些功能性過渡金屬矽酸鹽有許多應用，包括用於製造高效催化劑和抗微生物塗料等。
背景技術：
相對於過渡金屬矽酸鹽，人們對沸石和鹼土金屬矽酸鹽在進行大量的工作。
關於過渡金屬矽酸鹽用於防汙，Dodwell等(美國專利5053139，1991)製備了包含陽離子交換劑的過渡金屬矽酸鹽，例如矽酸鈦和矽酸錫，以去除重金屬例如鉛，鎘，鋅，鉻和砷。當這些金屬矽酸鹽無法降低金屬汙染物的濃度時，製備的當這些包含陽離子交換劑的金屬矽酸鹽將金屬汙染物的濃度降低到需要的水平。儘管在專利(美國專利5053139，1991)的權利要求中未提及矽酸鋯，但是在說明書中(實施例14)連同陽離子交換劑提及矽酸鋯的製備，以及矽酸鋯離子交換劑未能在處理過的水中降低金屬汙染物的濃度。
在我們實驗室的試驗中可以觀察到矽酸錫和矽酸鈦不能淨化飲用水中的大腸菌群。
在過渡金屬中，抗微生物金屬比較熟知的例如有銀，銅，鋅和錳，這些金屬的矽酸鹽的功能(例如防汙，消毒和殺菌特性)和結構組成間的關係並沒有得到詳細研究。
矽酸銅從1936年(GB 442664)就因在農業或園藝害蟲的控制而為人們熟知，這些矽酸銅通過在鹼性條件中於高溫下加熱細碎的含水二氧化矽的水懸浮液和基本不溶的鹼性銅混合物來合成。
在這些報告和觀察資料中並沒有關於合成基於功能特性的各種類型的矽酸銅的研究。
很多銅鹽設計成用作農業殺菌劑用途，矽酸銅在不是很重要。矽酸銅鋁與抗生素混和以得到銅化合物和抗生素間的增效作用。
本發明的目的是合成特定功能，例如防汙，消毒和殺菌特性等的所需結構組成的功能性過渡金屬矽酸鹽。本發明的另一目的是合成發明新型的固定功能性過渡金屬矽酸鹽。

發明內容
發明目的因此本發明的主要目的是通過合成特定功能所需的結構組成來發明功能性過渡金屬矽酸鹽。
本發明的另一目的是發明適於有效消除微生物例如細菌，真菌和病毒的功能性過渡金屬矽酸鹽。
本發明的還有一個目的是發明適於從水系統中有效去除金屬，化學汙染物和殺菌劑的過渡金屬矽酸鹽。
本發明的另一目的是發明作為殺菌劑使用具有殺菌特性的功能性過渡金屬矽酸鹽。
本發明的另一目的是開發同種子表皮處理物，塗料，清潔劑，清潔液和沸石混合使用的功能性過渡金屬矽酸鹽。
本發明的另一目的是發明固定功能性過渡金屬矽酸鹽，其適於用作柱淨化等方式的淨化劑(通過從水介質中鰲合金屬，化學品及殺菌劑)，消毒劑(通過從水介質中去除微生物例如細菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細菌等有害物以及作為保護性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
本發明的另一目的是開發通過摻入樹脂生產固定功能性過渡金屬矽酸鹽的方法，其適於用作柱淨化等方式的淨化劑(通過從水介質中鰲合金屬，化學品及殺菌劑)，消毒劑(通過從水介質中去除微生物例如細菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細菌等有害物以及作為保護性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
本發明的另一目的是開發通過在石英砂上塗覆包含過渡金屬矽酸鹽的樹脂來開發固定功能性過渡金屬矽酸鹽，其適於用作柱淨化等方式的淨化劑(通過從水介質中鰲合金屬，化學品及殺菌劑)，消毒劑(通過從水介質中去除微生物例如細菌，真菌和病毒)，殺菌劑(殺死真菌，細菌等有害物以及作為保護性種子表皮處理物)，在清潔劑中作為抗微生物活性組分，清潔溶液和有毒氣體去毒劑。
發明內容為達上述或其它目的，本發明提供包含特定功能所需結構組成的新型功能性過渡金屬矽酸鹽和固定功能性過渡金屬矽酸鹽，以及如權利要求所述為了各種目的，例如作為淨化劑，消毒劑，殺菌劑，燃燒產生的有毒氣體解毒，從香菸的煙霧中脫除焦油及菸鹼等物質而生產和使用這些功能性過渡金屬矽酸鹽的方法。
發明的詳細描述因此，本發明提供選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的新型功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)，所述金屬矽酸鹽通過下述方法得到，在所需的pH值，溫度和矽酸根/金屬比例下將過渡性金屬的鹽溶液和可溶性鹼性矽酸鹽溶液混合，和/或通過使用固定在選自活性氧化鋁，鋁氧化物，農用聚合物，纖維素，石英砂，矽膠的材料上的固定形態的功能性過渡金屬矽酸鹽，和摻入樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽以及塗覆在例如石英砂的固體骨架上的含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂，從而得到連同合適結構組成的各種矽酸根/金屬比例，以獲得高功能性過渡金屬矽酸鹽材料，例如金屬，化學品的淨化劑，細菌，真菌和病毒的殺菌劑，消毒劑，病原體例如細菌和真菌的殺微生物劑，一氧化碳，二氧化硫，NOX(氮氧化物)，碳氫化合物，菸草焦油和菸鹼等的去毒劑。
本發明特別提供選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的新型功能性過渡金屬矽酸鹽，所述金屬矽酸鹽通過在所需的pH值，溫度和矽酸根/金屬比例下混和相應過渡金屬的氯化物，硝酸鹽或硫酸鹽溶液和可溶性鹼性矽酸鹽溶液以生成沉澱，然後清洗和乾燥沉澱得到與合適的結構組成一致的不同矽酸根/金屬比例的過渡金屬矽酸鹽，所述過渡金屬矽酸鹽顯示有選自淨化劑，消毒劑，殺菌劑，去毒劑和抗微生物的功能。
在本發明的一實施例中，提供一種可有效作為淨化劑，消毒劑，去毒劑，殺菌劑，殺微生物劑或其組合的，包含在過渡金屬矽酸鹽中的過渡金屬/二氧化矽的比例在預先確定的範圍內並具有所述效力的結構組成的功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)，所述FTMS可以固定在合適的材料上或摻入樹脂和/或同樹脂一起塗覆在合適的材料上。
在本發明的另一實施例中，一種過渡金屬在過渡金屬矽酸鹽中的所述過渡金屬/二氧化矽的比在一個大約0.34至大約19.57的範圍內。
在本發明另一實施例中，一種過渡金屬即使在基於具有因反應條件不同而得到的特定ESR(g)值和特定XRD圖譜的結構組成的過渡金屬矽酸根比例相似的情況下也具有可變的功能。
在本發明另一實施例中，所要求的各種反應條件是在製備過渡金屬矽酸鹽的過程中變化的pH值條件，包括達12pH的酸性極值，反應物濃度在可溶性鹼性矽酸鹽溶液中矽酸根的濃度和過渡金屬溶液與可溶性鹼性矽酸鹽溶液的比值，維持在20至95攝氏度間變化的溫度，及其組合。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽是選自由矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯或其組合組成的群組。
在本發明的另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽可作為金屬，化學品，殺菌劑，微生物或其組合的高效淨化劑。
在本發明的另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽可作為細菌，真菌和病毒的高效消毒劑，病菌的高效殺微生物劑或其組合。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽可作為一氧化碳，二氧化硫，氮氧化物，碳氫化合物，菸草焦油，菸鹼或有毒氣體的化學轉化和/或含氣體的有毒化學品轉化為無毒形式或其組合的高效去毒劑。
本發明的一實施例中，金屬是砷，汞，鉛，有毒金屬或其組合。
在本發明的另一實施例中，細菌是大腸菌，革蘭氏陽性，革蘭氏陰性細菌或其組合。
在本發明另一實施例中，真菌是致病真菌，例如是齊整小核菌，立枯絲核菌，尖孢鐮刀菌，稻瘟病菌或其組合。
在本發明另一實施例中，病毒本身是有傳染性的。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽是通過包括下列步驟的方法製備的(a)把過渡金屬溶液加入到可溶性鹼性矽酸鹽溶液中以形成混合物；(b)調整混合物pH值和/或溫度；(c)形成包括過渡金屬矽酸鹽的沉澱；(d)洗滌和乾燥沉澱得到過渡金屬矽酸鹽。
在另一實施例中，本發明提供一種包括固定在一種物質上的過渡金屬矽酸鹽的組成，該過渡金屬矽酸鹽包括一種過渡金屬，在過渡金屬矽酸鹽中過渡金屬/二氧化矽的比例是在一個大約0.34至大約19.57的範圍內和/或具有功能性結構，該過渡金屬矽酸鹽為一種高效淨化劑、消毒劑、去毒劑或殺微生物劑或其組合。
在本發明另一實施例中，物質是選自一個由農用聚合物，活性氧化鋁，鋁氧化物，纖維素，乙烯基酯樹脂，一種雙酚樹脂，一種異苯食品級樹脂，石英砂，矽膠或組合組成的群組。
在另一實施例中，本發明提供一種包括摻入一種物質的過渡金屬矽酸鹽的組成，該過渡金屬矽酸鹽包括一種過渡金屬，該過渡金屬矽酸鹽中過渡金屬/二氧化矽的比例是在一個大約0.34至大約19.57的範圍內和/或具有功能結構，該過渡金屬矽酸鹽為一種高效淨化劑，消毒劑，去毒劑或殺微生物劑或其組合。
在本發明一實施例中，物質是樹脂。
在本發明另一實施例中，樹脂是選自由乙烯基酯樹脂，一種雙酚樹脂，一種異苯食品級樹脂或組合組成的群組。
在另一實施例中，本發明提供一種包括一種過渡金屬的過渡金屬矽酸鹽的塗覆用組成，該過渡金屬矽酸鹽中過渡金屬/二氧化矽的比例是在一個大約0.34至大約19.57的範圍內和/或具有功能性結構，該過渡金屬矽酸鹽為一種高效淨化劑，消毒劑，去毒劑或殺微生物劑或其組合。
在本發明另一實施例中，塗層進一步包含一種樹脂和一種固體材料。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽是選自由矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅，矽酸鋯和其組合組成的群組。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽可作為金屬，化學品，殺菌劑或微生物或其組合的高效淨化劑。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽可作為細菌，真菌，病毒，病菌微生物或其組合的高效消毒劑。
在本發明另一實施例中，過渡金屬矽酸鹽可作為有毒氣體和/或氣體形態中的有毒化學品例如一氧化碳，二氧化硫，氮氧化物，碳氫化合物，菸草焦油，菸鹼或有毒化學品轉化為無毒氣體或其組合的高效去毒劑。
在本發明的一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銅時，該矽酸銅是通過在具有下列特徵的酸性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和10ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶2的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶5.15(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.32481 B)2.55205 C)2.31749 D)2.08807E)2.04673X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2128.25和16.281972)1593.74和32.290183)1470.73和39.79307
在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銅時，其是通過在具有下列特徵的酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.78(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.23480 B)2.06456X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)835.63和16.200572)706.74和32.239103)502.52和39.57159在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銅時，其是通過在具有下列特徵的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.10383 B)2.36522 C)2.0467 D)1.21887 E)0.96688X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)940.91和16.19577 2)764.43和32.29276 3)694.85和39.77809在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銅時，其是通過在具有下列特徵的鹼性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.8(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.71806 B)3.23001 C)2.6168X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)152.74和26.64983在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銅時，其是通過在具有下列特徵的極度酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.53(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.18421 B)2.06874 C)1.21231X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)400.70和16.198722)394.77和32.279563)330.02和39.71761在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銅時，其是通過在具有下列特徵的極度酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液，20ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.34(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.15561 B)2.03614X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)541.23和16.26305 2)414.21和32.36589 3)365.45和39.85131在本發明的一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸鋅時，其是通過在具有下列特徵的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶12.13(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)5.49809 B)4.55342 C)2.54593 D)2.10091 E)2.05499X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)444.15和32.759042)307.02和59.584553)263.36和28.27636在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸鋅時，其是通過在具有下列特徵的極度酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶2.46(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.38410 B)4.01910 C)2.53191 D)1.87886 E)2.01793X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2079.88和11.074672)835.44和33.525273)664.98和32.88120在本發明的另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銀時，其是通過在具有下列特徵的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶2的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶19.57(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.36796 B)2.37847 C)3.95509 D)2.04657
X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)3945.11和32.298852)2421.27和46.274463)1835.66和27.89129在本發明的另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸銀時，其是通過在具有下列特徵的酸性pH值條件下(pH值約為2)混和50ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液，8ml69-70％的HNO3和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1.04(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37171 B)4.04714 C)1.98189X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2217.87和29.334832)684.55和47.680933)674.27和42.31091在本發明的另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸錳時，其是通過在具有下列特徵的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1.94(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)1.93412 B)2.06655X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)148.04和30.65087在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸錳時，其是通過在具有下列特徵的極度酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1.09(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.3463 B)4.17458 C)2.18228 D)2.11243 E)2.05491 F)1.999661X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)32.88和24.65599
在本發明的另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸鋯時，其是通過在具有下列特徵的中性pH值條件下混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶2.90(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.42797 B)4.18272 C)2.24547 D)2.30425 E)2.18961 F)1.23086在本發明另一實施例中，當功能性過渡金屬矽酸鹽是一種矽酸鋯時，其是通過在具有下列特徵的極度酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內混和100ml的0.5gm/ml過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液來合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.77(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37236 B)2.82039 C)1.92596 D)1.21652 E)1.02930 F)0.93795X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)84.80和10.89433本發明還提供選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，所述金屬矽酸鹽通過在所需的pH值，溫度和矽酸根/金屬比例條件下混和相應過渡金屬的氯化物，硝酸鹽或硫酸鹽溶液和可溶性鹼性矽酸鹽溶液以生成沉澱，然後清洗和乾燥沉澱得到並具有所附附圖中圖1至圖14所示的結構且所述過渡金屬矽酸鹽顯示有選自淨化劑，消毒劑，殺菌劑和抗微生物的功能。
在本發明的一實施例中，的功能性過渡金屬矽酸鹽是任意裝載或塗覆在選自活性氧化鋁，鋁氧化物，農用聚合物，纖維素，石英砂，矽膠，而功能性過渡金屬矽酸鹽摻入樹脂且功能性過渡金屬矽酸鹽包含塗覆在選自石英砂的的固體骨架上的樹脂。
本發明還提供一種淨化包含鰲合金屬，化學品及殺菌劑的水介質的方法，所述方法包含使水介質和選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的任意裝載或塗覆在容器的底層新型功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)相接觸的步驟。
本發明的一實施例中，在酸性和極度酸性pH值條件下合成的功能性過渡金屬矽酸鹽與在鹼性和中性pH值條件下合成的功能性過渡金屬矽酸鹽相比提供更佳的淨化作用。
本發明還提供一種為包含微生物，細菌，真菌及病毒的水介質消毒的方法，所述方法包含使水介質和選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的任意裝載或塗覆在容器的底層新型功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)相接觸的步驟。
本發明的一實施例中，在酸性和極度酸性pH值條件下合成的功能性過渡金屬矽酸鹽提供對微生物的的淨化和消毒作用。
本發明的另一實施例中，合成的過渡金屬矽酸鹽對致病性病毒具有保護和/或控制作用。
發明的另一實施例中，選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的任意裝載或塗覆在容器的底層的過渡金屬矽酸鹽可以殺死革蘭氏陽性，革蘭氏陰性細菌，真菌和病毒，這使得這些新型過渡金屬矽酸鹽能夠用於清潔劑，清潔溶液，種子表皮處理物，消毒劑和香波等，以起保護作用防止微生物感染。
本發明還進一步提供製備選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的新型功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)的方法，所述方法包括下列步驟(a)將過渡金屬鹽溶液加入到可溶性鹼金屬鹽溶液中；(b)選擇反應的pH值條件，也就是酸性或中性或鹼性或極端酸性條件(通過向反應介質中加入酸例如HCl或HNO3)以形成沉澱，以及(c)在用蒸餾水或去離子水洗滌後，乾燥生成的沒有任何可溶性物質的功能性過渡金屬矽酸鹽沉澱得到功能性過渡金屬矽酸鹽。
本發明的一實施例中，合成出具有各種矽酸根/金屬比的過渡金屬矽酸鹽，在選自酸性或中性或鹼性或極度酸性pH值的條件下以及使用各種濃度的選自具有不同鹼/二氧化矽比的可溶性二氧化矽的反應物合成了矽酸鹽或過渡金屬含量升高或降低的功能性過渡金屬矽酸鹽。
在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銅是在酸性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和10ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶2的矽酸鈉溶合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶5.15(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.32481 B)2.55205 C)2.31749 D)2.08807 E)2.04673X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2128.25和16.28197 2)1593.74和32.29018 3)1470.73和39.79307在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銅是在酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.78(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.23480 B)2.06456
X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)835.63和16.20057 2)706.74和32.23910 3)502.52和39.57159在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銅是在中性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.10383 B)2.36522 C)2.0467 D)1.21887 E)0.96688X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)940.91和16.19577 2)764.43和32.29276 3)694.85和39.77809在本發明另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銅是在具有下列特徵的鹼性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.8(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)3.71806 B)3.23001 C)2.6168X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)152.74和26.64983在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銅是在極端酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.53(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.18421 B)2.06874 C)1.21231X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)400.70和16.198722)394.77和32.279563)330.02和39.71761在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銅是在極端酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液，20ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.34(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)2.15561 B)2.03614X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝
1)541.23和16.263052)414.21和32.365893)365.45和39.85131在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸鋅是在中性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶12.13(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)5.49809 B)4.55342 C)2.54593 D)2.10091E)2.05499X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)444.15和32.759042)307.02和59.584553)263.36和28.27636在本發明的一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸鋅是在極端酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶2.46(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.38410 B)4.01910 C)2.53191 D)1.87886 E)2.01793X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2079.88和11.074672)835.44和33.525273)664.98和32.88120在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銀是在中性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶2的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶19.57(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.36796 B)2.37847 C)3.95509 D)2.04657X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)3945.11和32.298852)2421.27和46.27446
3)1835.66和27.89129在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸銀是在極端酸性pH值條件下(pH值約為2)通過混和50ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液，8ml 69％-70％的HNO3和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1.04(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37171 B)4.04714 C)1.98189X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)2217.87和29.334832)684.55和47.680933)674.27和42.31091在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸錳是在具有下列特徵的中性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1.94(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)1.93412 B)2.06655X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)148.04和30.65087在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸錳是在具有下列特徵的極端酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶1.09(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.3463 B)4.17458 C)2.18228 D)2.11243 E)2.05491 F)1.999661X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)32.88和24.65599在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸鋯是在具有下列特徵的中性pH值條件下通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液和所需量的具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶2.90(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.42797 B)4.18272 C)2.24547 D)2.30425 E)2.18961 F)1.23086
在本發明的另一實施例中，具有下面給出的特徵的矽酸鋯是在具有下列特徵的極端酸性pH值條件下於70℃至90℃範圍內通過混和100ml 0.5gm/ml的過渡金屬鹽溶液，10ml 36％的HCl和50ml具有鈉/二氧化矽比例為1∶1的矽酸鈉溶液合成的。
二氧化矽∶過渡金屬比為＝1∶0.77(對二氧化矽/過渡金屬比進行組成分析)電子自旋共振ESR(g值)＝A)4.37236 B)2.82039 C)1.92596 D)1.21652 E)1.02930 F)0.93795X射線衍射分析給出的XRD主要峰高(counts/s)和2θ角(度)＝1)84.80和10.89433在本發明的另一實施例中，選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽能夠除去重金屬例如砷，汞等，因而使得可以使用這些功能性過渡金屬矽酸鹽淨化水介質，例如金屬汙染的飲用水，地下水，工業汙染物和任何其它金屬汙染源。
在本發明的另一實施例中，選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽能夠除去化學汙染物，例如三滷甲烷，多氯化聯二苯，半揮發性有機混合物，揮發性有機混合物和苯酚。
在本發明另一實施例中，功能性過渡金屬矽酸鹽可以控制植物病原體例如齊整小核菌，立枯絲核菌，尖孢鐮刀菌，稻瘟病菌，這一特性使得功能性過渡金屬矽酸鹽能夠用作高效殺菌劑。
本發明還提供一種製備固定在選自農用聚合物，活性氧化鋁，纖維素，鋁氧化物，石英砂，矽膠的底層材料上的選自矽酸銅，矽酸銀，矽酸錳，矽酸鋅和矽酸鋯的適合用於柱淨化或批淨化方式的固定功能性過渡金屬矽酸鹽的方法，所述方法包括下列步驟(a)將含有選自氯化物或硫酸鹽或硝酸鹽的過渡金屬鹽的溶液加入到選自農用聚合物，活性氧化鋁，纖維素，鋁氧化物，石英砂，矽膠的底層材料中；(b)把溶有步驟(a)的底物的過渡金屬鹽溶液和鹼性矽酸鹽溶液混在一塊；(c)在70℃-90℃下加熱混合物並在室溫下放置10-14小時，以及(d)用蒸餾水或去離子水洗去自由的或不固定的物質獲得固定的功能性過渡金屬矽酸鹽。
在本發明的一個實施例中，固定在底物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的量基於過渡金屬鹽的初始濃度、可溶性矽化物、反應時間、底物顆粒的大小和底物的類型以及固定的理化方式而改變。
在本發明的另一個實施例中，功能性過渡金屬矽酸鹽通過物理或化學方法而固定。
在本發明的又一個實施例中，功能性過渡金屬矽酸鹽固定在例如為石英砂的固體骨架上，其適合通過直接地把功能性過渡金屬矽酸鹽整合到樹脂中並將含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽塗覆在石英砂上以柱的方式或批處理的方式進行淨化。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽能夠去除掉例如為砷、汞等金屬，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以淨化金屬汙染的飲用水、地下水以及任何其它金屬汙染的河流。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，能夠滅除來自水中的大腸菌，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以淨化含有害微生物的水。
在本發明的又一個實施例中，固定在農用聚合物上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，能夠去除掉水中的原生動物、微小隱孢子蟲，此特性能夠使功能性過渡金屬矽酸鹽用以避免並/或控制原生動物的傳染。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，能夠從水中去除掉小兒麻痺病毒和輪狀病毒，此特性能夠使功能性過渡金屬矽酸鹽用以避免並/或控制致病病毒的傳染。
本發明還提供了一種製備選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的包含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂的方法，上述功能性過渡金屬矽酸鹽作為去汙劑從水介質中螯合金屬、化學藥品和殺蟲劑，作為消毒劑從水介質中消除例如為細菌、真菌和病毒的微生物，作為殺滅真菌、細菌等殺菌劑、保護種衣，抵禦蟲害，在去汙劑種抑制微生物活性，作為清潔溶液以及縱列或成批方式的有毒氣體、菸鹼和焦油的去毒劑，上述方法包含以下步驟(a)往選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹脂中加入5-20％重量的過渡金屬矽酸鹽；(b)在70℃-90℃不加催化劑或加速劑的條件下乾燥步驟(a)中的混合物，以及(c)研磨上述最終物質到所需的尺寸大小。
在本發明的一個實施例中，整合到選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹脂中的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽能夠去除掉例如為砷、汞等金屬，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以淨化金屬汙染的飲用水、地下水以及任何其它金屬汙染的河流。functional transition metal silicatecontaining resin coated s和在本發明的另一個實施例中，整合到選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹脂中的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯功能性過渡金屬矽酸鹽能夠滅除來自水中的大腸細菌，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以淨化含有害微生物的水。
本發明提供了一種製備例如為石英砂的固體物質的方法，該物質適於作為去汙劑從水介質中螯合金屬、化學藥品和殺蟲劑，作為消毒劑從水介質中消除例如為細菌、真菌和病毒的微生物，作為殺滅真菌、細菌等殺菌劑、保護種衣，抵禦蟲害，在去汙劑種抑制微生物活性，作為清潔溶液以及縱列或成批方式的有毒氣體、菸鹼和焦油的去毒劑，其塗覆選自乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的包含選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂。上述方法包含以下步驟(i)以0.5∶1到4∶1的重量體積比把功能性過渡金屬矽酸鹽加入到樹脂中；(ii)把步驟(i)中含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂與選自尺寸為50-1000微米的石英砂的固體骨架以1∶5到1∶50的體積比徹底混勻，以及(iii)在70℃-90℃不加催化劑或加速劑的條件下乾燥步驟(ii)中的混合物塗樹脂的沙或者在室溫下保持一周以獲得塗覆固體物質的功能性過渡金屬矽酸鹽。
在本發明的一個實施例中，塗覆沙礫的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽能夠去除掉例如為砷、汞等金屬，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以淨化金屬汙染的飲用水、地下水以及任何其它金屬汙染的河流。
在本發明的另一個實施例中，塗覆沙礫的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽能夠滅除來自水中的大腸細菌，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以淨化含有害微生物的水。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠除去像來自燃燒氣體的一氧化碳、二氧化硫、一氧化二氮以及碳氫化合物的有毒氣體，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽含有過濾作用而作為有毒氣體過濾器。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠通過顯著的減少一氧化碳、二氧化硫、一氧化二氮、碳氫化合物、焦油和菸鹼而消除香菸的煙塵毒性，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽含有過濾作用可過濾有毒氣體以及用作化學純化以及/或者做有毒氣體到無毒氣體的化學轉化。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠去除掉選自例如為硫丹的氯代烴類、例如為亞減寧的合成除蟲菊酯和例如為chloripyriphos的有機磷酸酯的汙染，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽作為殺蟲劑的淨化劑。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠去除水介質中的蛋白質而能用以移除或去除掉從生物處理行業的廢水中產生的蛋白質，從而防止無用的蛋白質的汙染。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠去除水中的真菌，此特性能夠使固定的功能性過渡金屬矽酸鹽用以避免並/或控制真菌的傳染。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠排除來自氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷(bromodichloroethane)、二溴氯乙烷(dibromochloroethane)、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷(dichloro-3-bromopropane)的三滷甲烷的汙染。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠排除來自2，3-二氯聯苯、三氯聯苯、四氯聯苯、五氯聯苯、六氯聯苯、七氯聯苯、八氯聯苯的多氯化聯苯的汙染。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠排除來自下列揮發性有機化合物的汙染1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，3-二氯丙烷、溴氯甲烷、1，2-二溴乙烷、氯苯、1，2-二甲基苯、1，3-二甲基苯、鄰二甲苯、異丙基苯、1，1，2，2-四氯乙烷、溴苯、2-氯甲苯、丙基苯、1-氯-4-甲基苯、1，2，3-三甲基苯、4-異丙基甲苯、1，2-二乙基苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、甲苯、丁苯、1，2-二溴-3-氯丙烷、1，2，4-三氯苯、萘、1，2，3-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，3，4-三氯苯、1，3-butadienel，1，2，3，4；benzene 2-bromo 1，3，5；硝基苯、苯乙烯、苯甲酸苄酯、1，2，3，4-四甲基苯、1-氯-2-丙基苯和4-bromo 3-chloroanilene.
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠排除半揮發性有機化合物的汙染(例如1，4-二氯苯、六氯乙烷、1，2，3-三氯苯、1，3丁二烯，1，1，2，3，4、2-氯萘、苊烯、二氫苊、4-二(1，1-imet)苯酚、二乙基鄰苯二甲酸酯、芴、3-氯苯酚、二苯胺、4-溴苯基苯基醚、六氯苯、菲、蒽、二丁基鄰苯二甲酸酯、熒蒽、芘、苄基丁基鄰苯二甲酸酯、屈、雙(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯、2，3，4，5-四溴苯酚、二正辛基基鄰苯二甲酸酯、苯並(b)熒蒽、苯並(k)熒蒽、苯並(a)芘、茚並(1，2，3-cd)芘、二苯並(a，h)蒽、苯並(g，h，l)苝)。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、agropolymers、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠排除酚類的汙染(例如安息香酸、2，4，5-三氯苯酚、3-硝基苯胺、3-硝基酚、4-硝基酚、2，4-二硝基酚、4-硝基苯胺和五氯苯酚)。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫能夠在例如為煮器等高溫區域有效排除汙染和消毒，這是由於這種材料的熱穩定性。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫對於細菌、真菌和病毒呈現殺滅微生物的狀態從而使功能性過渡金屬矽酸鹽具有殺菌劑的作用。
在本發明的又一個實施例中，固定在選自活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠等物質上的選自矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯的功能性過渡金屬矽酸鹽，或者整合到樹脂中的功能性過渡金屬矽酸鹽或塗覆有含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽的沙礫，具有各種金屬矽酸根比值呈現不同功能，這提供了一種方法來獲得過渡金屬和矽酸鹽的選擇性結合用以功能性地獲得高效的功能性過渡金屬矽酸鹽用在例如為催化劑製造業和沸石雜合或摻雜的其它各種應用上。
在本發明的又一個實施例中，從選擇的功能性過渡金屬矽酸鹽獲得所需功能的內含物通過優化合成條件而獲得，選擇吸附砷的內含物為矽酸銀，消除細菌汙染功能的內含物為矽酸鋯，有效殺滅微生物(殺細菌和真菌)能力的內含物為矽酸銅。
現在將詳實闡述本發明並舉例闡明本發明的各種特徵。
本發明的一個實施例提供了排除金屬和化學品的汙染並殺滅微生物的功能性過渡金屬矽酸鹽。
功能性過渡金屬矽酸鹽的合成各種類型的功能性過渡金屬矽酸鹽的合成是通過不同濃度的過渡金屬矽酸鹽溶液和含鹼的可溶性二氧化矽(具有不同的二氧化矽/鹼比)在例如各種pH和溫度的不同反應條件下反應獲得的。
現在本發明將闡述一種用於功能性過渡金屬矽酸鹽合成的方法。
過渡金屬鹽溶液(氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)與可溶性二氧化矽反應。鹼介質中的可溶性二氧化矽通過各種方法製備，例如在水(蒸餾水或去離子水)中溶解矽酸鈉或矽酸鉀或者在水(蒸餾水或去離子水)中溶解例如為氫氧化鈉或氫氧化鉀的鹼中的無定形二氧化矽。不同的二氧化矽和鹼的比例在可溶性二氧化矽溶液中獲得，用合乎要求數量的鹼溶解無定形二氧化矽。不同濃度的過渡金屬矽酸鹽同可溶性二氧化矽(含不同量的鹼)在不同的pH值和各種溫度下反應獲得各種類型的功能性過渡金屬矽酸鹽。過渡性金屬鹽同可溶性二氧化矽反應後得到的沉澱用蒸餾水或去離子水深洗而去除可溶物質。
功能性過渡金屬矽酸鹽的合成純化物利用SEM/EDAX(ESEM，XL-30)，ESR(JEOL，JES-FA-200)，和XRD(PHILIPS，PW-1830)和其它分析評估程序(例如AAS，ICP-AES等)來分析推定成分、結構等詳細情況。
這些物質(功能性過渡金屬矽酸鹽)被評估出它們相對的功能特性例如淨化、消毒、殺菌、毒氣消除以及菸鹼和焦油的消除等特性。
金屬去除能力通過估算這些不同的功能性過渡金屬矽酸鹽吸附砷的能力而進行化驗。含砷的水同功能性過渡金屬矽酸鹽反應並且功能性過渡金屬矽酸吸附砷的含量利用AAS or ICP-AES進行評估。
這些功能性過渡金屬矽酸鹽的殺滅微生物的能力通過測量從汙染的飲用水中消除的細菌(大腸菌或噬菌體)的數量進行化驗。含大腸菌或噬菌體的汙染水加入正常的引用水中並化驗用功能性過渡金屬矽酸鹽處理前後的細菌數量。細菌化驗通過計算單菌落進行，這些單菌落通過把含細菌的水接種到含有培養基的有蓋培養皿而獲得。
利用有毒食品技術(把實驗材料加入到真菌培養基中並測量真菌相對於對照的生長)化驗功能性過渡金屬矽酸鹽對齊整小核菌、立枯絲核菌、尖孢鐮刀菌和稻瘟病菌的相對殺滅真菌的狀態。測得培養皿上的真菌生長半徑並計算真菌的生長抑制百分率。
通過把功能性過渡金屬矽酸鹽混合到細菌培養基中化驗功能性過渡金屬矽酸鹽對例如為金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、綠膿桿菌和大腸桿菌的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的殺滅微生物的活性。含功能性過渡金屬矽酸鹽的培養基中細菌生長率同培養皿上的對照(沒有功能性過渡金屬矽酸鹽的培養基上細菌生長率)進行對比。
通過往培養基中加入各種濃度(例如為0.06，0.125，0.25％)的功能性過渡金屬矽酸鹽化驗含不同的金屬和矽酸根比值的功能性過渡金屬矽酸鹽對細菌的相對的殺菌狀態。
通過分批法利用水中的抗菌素化驗功能性過渡金屬矽酸鹽的濾除去除能力。
通過往例如為三滷甲烷(氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷(bromodichloroethane)、二溴氯乙烷(dibromochloroethane)、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)的致汙物中加入功能性過渡金屬矽酸鹽化驗功能性過渡金屬矽酸鹽的排除化學汙染的能力。充分搖動溶於水中的功能性金屬矽酸鹽和化學汙染物15分鐘後，使生成的含有功能性過渡金屬矽酸鹽的水沉澱兩個小時。利用GC-FID o或GC-ECD或GC/MS/MS分析化學汙染物含量。
本發明的一個實施例提供排除汙染(金屬、化學和殺蟲劑)，殺滅微生物(真菌、原生動物、細菌和病毒)以及消除有毒氣體、菸鹼和焦油等的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽。
過渡性金屬(銀、銅、鋅、錳和鋯)鹽溶液(例如為這些金屬的氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)與例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂和矽膠的物質混合，通過矽酸鈉或矽酸鉀溶液的處理獲得相應的固定的過渡金屬矽酸鹽。該過程可以以另一種方式而實現，即先把矽酸鈉或矽酸鉀加入到例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂和矽膠的物質中，通過用銀、銅、鋅、錳和鋯的鹽(例如為這些金屬的氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)進行處理獲得相應的固定的過渡金屬矽酸鹽。
過渡性金屬(銀、銅、鋅、錳和鋯)鹽溶液(例如為這些金屬的氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)加入到含矽酸鈉或矽酸鉀的溶液的處理分別獲得固定的過渡金屬矽酸鹽，這樣獲得的過渡金屬矽酸鹽同例如為食品等級的乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹脂混合在一起，而不用催化劑(例如辛酸鈷)在70℃-90℃加熱後使其聚合。然後粉碎這些材料得到所需的顆粒大小。
在本發明的一個較佳實施例中提供了一種生產固定的過渡金屬物質(矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯)的方法，上述方法包含以下步驟。
a)把可溶性的過渡金屬鹽溶液加入到選擇的骨架上用於固定例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂和矽膠。
b)利用矽酸鈉或矽酸鉀溶液處理含有金屬鹽的骨架來獲得相應的固定在骨架上的金屬矽酸鹽。
c)用蒸餾水或去離子水深洗從例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物、纖維素、石英砂和矽膠的骨架上除去自由的不固定的物質。
d)通過離心、過濾和/或通過加熱乾燥最終的物質。
本發明的另一個實施例涉及通過把功能性過渡金屬矽酸鹽整合到例如為食品等級的乙烯基酯、苯酚、異酞酸脂的樹脂中生產固定的過渡金屬矽酸鹽(矽酸銀、矽酸銅、矽酸鋅、矽酸錳和矽酸鋯)的方法。
本發明的另一個實施例涉及生產含有塗覆例如為石英砂的固體骨架的樹脂(例如為食品等級的乙烯基酯、苯酚或異酞酸脂)的固定的過渡金屬矽酸鹽(矽酸銀、矽酸銅、矽酸鋅、矽酸錳和矽酸鋯)的方法。
現在本發明將闡述一種用於生產固定的過渡金屬矽酸鹽的方法。多數的這種固定在中性反應條件(6-7pH)或酸性反應條件(2pH)進行。
下面這些實例是解釋而不是限定本發明的發明範圍，也就是說，可以利用各種其它骨架和各種反應條件生產固定的功能性過渡金屬矽酸鹽。
活性氧化鋁上的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定把過渡金屬矽酸鹽溶液(0.5g/ml)加入到活性鋁顆粒上接著加入鹼性矽酸鹽溶液(例如矽酸鈉或矽酸鉀0.5g/ml，鹼∶二氧化矽＝1∶1)從而獲得固定在活性氧化鋁上的過渡金屬矽酸鹽。選擇各種尺寸的活性氧化鋁(100-2000微米)來獲得固定的功能性過渡金屬矽酸鹽。連同前述的各種的金屬鹽對鹼的濃度選擇各種反應時間和初始的化學藥品濃度用於固定。通過利用蒸餾水和去離子水深洗去除自由的不固定的物質。基於塗覆的數量和不同的反應條件在活性氧化鋁上取得1-9％(w/w)的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定含量。
氧化鋁上的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定把中性氧化鋁(柱層析級)和過渡金屬鹽溶液(0.5g/ml)混合，隨後通過加入矽酸鈉或矽酸鉀溶液(0.5g/ml，鹼∶二氧化矽＝1∶1)進行功能性金屬矽酸鹽的成形和固定。自由的不固定的物質用蒸餾水或去離子水徹底的洗滌。
基於塗覆的數量在氧化鋁上功能性過渡金屬矽酸鹽的固定可達到2-10％(w/w)。
農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定
把過渡金屬鹽溶液(0.5g/ml)加入各種來自各種作物的種殼的農用聚合物上，通過在pH為3-4條件下加入矽酸鈉或矽酸鉀溶液(0.5g/ml，鹼∶二氧化矽＝1∶1)功能性過渡金屬矽酸鹽被固定。自由的物質用蒸餾水或去離子水廣泛的洗滌，最終的含功能性過渡金屬矽酸鹽的農用聚合物在室溫下或通過加入而乾燥。
基於塗覆層的數量農用聚合物上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的量從2％到25％(w/w)變化。
纖維素上的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定微晶體狀的纖維素(柱層析級)和過渡金屬鹽溶液(0.5g/ml)混合，通過加入矽酸鈉或矽酸鉀溶液(0.5g/ml，鹼∶二氧化矽＝1∶1)進行固定。用蒸餾水或去離子水廣泛的洗滌除去自由的或不固定的物質後，乾燥功能性過渡金屬矽酸鹽固定的物質。基於塗覆層的數量纖維素上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的量從3％到10％(w/w)變化。
矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定把過渡性金屬鹽溶液(0.5g/ml)加入到矽膠(500微米)中，通過加入矽酸鈉或矽酸鉀溶液(0.5g/ml，鹼∶二氧化矽＝1∶1)進行固定。用蒸餾水或去離子水廣泛的洗滌除去自由的或不固定的物質，100℃乾燥後獲得矽膠上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽。
石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽的固定各種尺寸的石英砂用輕酸(0.1％的鹽酸或硫酸)徹底洗滌，隨後除去酸性，加入過渡金屬鹽溶液，在室溫或烘箱中乾燥，在沙礫上獲得更多的過渡金屬層。之後把矽酸鈉或矽酸鉀溶液(0.5g/ml，鹼∶二氧化矽＝1∶1)徹底地混合到乾燥的結合金屬鹽的沙礫，在2-3pH下獲得固定的功能性過渡金屬矽酸鹽。自由的，未結合的或未固定的金屬或其它物質和最終物質被乾燥。基於塗覆層的數量石英砂上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的量達到0.1-1.5％(w/w)。
功能性過渡金屬矽酸鹽通過整合到乙烯基酯或苯酚或者異酞酸脂樹脂的固定前述銀、銅、鋅、錳和鋯鹽(例如氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽)加入到矽酸鈉或矽酸鉀溶液中在酸性反應條件下(pH 2)獲得功能性過渡金屬矽酸鹽，這些所得的過渡金屬矽酸鹽同例如為乙烯基酯或苯酚或異酞酸脂的樹脂混合在一起，而不用金屬催化劑(例如辛酸鈷)在70℃-90℃加熱後使其聚合。然後粉碎這些材料得到所需的顆粒大小。5-20％(w/v)功能性過渡金屬矽酸鹽整合到了樹脂中。
通過研磨和/或通過所需尺寸網孔的獲得所需尺寸的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽(以微米為單位)。
含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽塗覆於例如為石英砂的固體骨架材料上在酸性pH反應條件下產生的功能性過渡金屬矽酸鹽(矽酸銀、矽酸銅、矽酸鋅、矽酸鋯和矽酸錳)同例如為食品等級的乙烯基酯或苯酚或異酞酸脂的樹脂以從0.5∶1到4∶1(w/v)的各種劑量混合。這些含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽通過充分的混合塗覆於例如為石英砂的固體骨架材料上。這些塗覆樹脂的石英砂不用催化劑或加速劑在70℃-90℃或室溫下保持一周進行乾燥，使其聚合。
固定在骨架上的功能性過渡金屬矽酸鹽的數量基於過渡金屬鹽的初始濃度、可溶性二氧化矽、反應時間、骨架顆粒的大小和類型以及固定的理化方式而改變。本發明的固定方法能夠進行分類，如為物理的或化學或直接整合入樹脂或者含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽覆於例如為石英砂的固體骨架材料上。
化學固定是指過渡金屬鹽溶液起反應或者過渡金屬鹽同例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、農用聚合物和矽膠的可選擇的物質進行化學鍵合。活性氧化鋁是兩性的，它傳遞電子給帶電荷的銅。農用聚合物含有過渡金屬結合反應活性位點，能夠在它上面吸附大量的過渡金屬。
功能性過渡金屬矽酸鹽的物理固定在纖維素、石英砂上進行，並整合到樹脂中。
固定的功能性過渡金屬矽酸鹽有廣泛的用於淨化消毒和其它各種領域的工業應用。上述功能性過渡金屬矽酸鹽的廣泛應用是本發明的一個重要方面。
依照本發明關於利用活性氧化鋁、鋁氧化物、纖維素、樹脂、石英砂生產固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的方法，功能性過渡金屬矽酸鹽和樹脂整合在一起並且含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂覆於例如為石英砂的固體骨架上。
固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的製造方法流程圖
在本發明的一個實施例中，一種利用功能性過渡金屬矽酸鹽除去例如為砷、汞等的有毒金屬，殺滅例如為真菌、細菌、病毒的微生物和原生動物的方法得到闡述。
本發明闡述了功能性過渡金屬矽酸鹽的固定，例如通過以下三種方法1.在例如為活性氧化鋁、鋁氧化物、纖維素、乙烯基酯樹脂、苯酚樹脂、異酞酸脂食品級樹脂、石英砂和矽膠的物質上固定。
2.把功能性過渡金屬矽酸鹽整合入例如為乙烯基酯或苯酚樹脂或異酞酸脂食品級樹脂中，隨後和這些樹脂聚合。
3.含有樹脂的功能性過渡金屬矽酸鹽覆於例如為石英砂的固體骨架上。
本發明涉及固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的高效利用。
儘管已知有許多方法利用金屬進行排除汙染和消毒，但是還沒有開發出綜合的用於排除金屬、化學汙染和/或微生物消毒的方法。本方法以較低的成本和有效的方式提供和整合了對飲用水和其它被汙染水進行淨化和消毒的方法。


下面的信息披露了功能性過渡金屬矽酸鹽的結構詳細情況的概要說明圖1-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銅(在酸性反應條件下合成)的成分分析圖。
圖1-B為矽酸銅(在酸性反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖1-C為矽酸銅(在酸性反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖2-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銅(在酸性反應條件及高溫70至90℃下合成)的成分分析圖。
圖2-B為矽酸銅(在酸性反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖2-C為矽酸銅(在酸性反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖3-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銅(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的成分分析圖。
圖3-B為矽酸銅(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖3-C為矽酸銅(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖4-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銅(在鹼性(PH10-11)反應條件下合成)的成分分析圖。
圖4-B為矽酸銅(在鹼性(PH10-11)反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖4-C為矽酸銅(在鹼性(PH10-11)反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖5-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銅(在通過增加10ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖5-B為矽酸銅(在通過增加10ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖5-C為矽酸銅(在通過增加10ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖6-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銅(在通過增加20ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖6-B為矽酸銅(在通過增加20ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖6-C為矽酸銅(在通過增加20ml、36％HCl的極酸性(PH2以下)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖7-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸鋅(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的成分分析圖。
圖7-B為矽酸鋅(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖7-C為矽酸鋅(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖8-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸鋅(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖8-B為矽酸鋅(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖8-C為矽酸鋅(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖9-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銀(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的成分分析圖。
圖9-B為矽酸銀(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖9-C為矽酸銀(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖10-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸銀(在酸性(PH2)反應條件及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖10-B為矽酸銀(在酸性反應條件(PH2)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖10-C為矽酸銀(在酸性反應條件(PH2)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖11-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸錳(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的成分分析圖。
圖11-B為矽酸錳(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖11-C為矽酸錳(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖12-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸錳(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖12-B為矽酸錳(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖12-C為矽酸錳(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖13-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸鋯(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的成分分析圖。
圖13-B為矽酸鋯(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖13-C為矽酸鋯(在中性(PH6-7)反應條件下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
圖14-A為使用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)的矽酸鋯(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的成分分析圖。
圖14-B為矽酸鋯(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的電子自旋共振(ESR)光譜分析圖。
圖14-C為矽酸鋯(在極酸性反應條件(PH2以下)及更高溫度70℃至90℃下合成)的X光衍射(XRD)樣品圖。
具體實施例方式
通過SEM/EDAX(ESEM，XL-30)，ESR(JEOL，JES-FA-200)，及XRD(PHILIPS，PW-1830)分析功能性過渡金屬矽酸鹽以了解成分、結構等詳細情況。
現在申請人以實例和圖解的方式提供本發明下述的詳細說明，這不應該解釋為對本發明範圍的任何方式的限制。
矽酸銅的合成用下面的例子對矽酸銅的合成進行詳細說明。
1.在酸性反應條件下矽酸銅的合成10ml矽酸根/鈉比為2∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)加入到100ml的氯化銅溶液中(Cucl22H2O，0.5g/ml)。反應條件為酸性。
去除上清後得到的最終的沉澱用蒸餾水或去離子水徹底洗滌後進行乾燥。
利用掃描電子顯微鏡(SEM)所附的能譜儀(EDAX)分析矽酸銅並進一步用AAS或ICP-AES進行分析驗證，表明矽酸根/銅比為1∶5.15(圖1-A)。
利用電子自旋共振波譜儀分析矽酸銅，結果所得的特徵峰值g列於下面(如圖1-B和表1所示)。
A)4.32481 B)2.55205 C)2.31749 D)2.08807 E)2.04673矽酸銅的X射線衍射分析結果如圖4所示有8個峰，其中有3個顯著的峰，這三個峰的峰高(counts/s)和角度(°2theta)列於下面(如圖1-C和表1所示)。
1)2128.25和16.28197 2)1593.74和32.29018 3)1470.73和39.79307當500mg的這種物質通過和1升含砷2.5ppmm的砷酸鈉溶液進行混合處理時，矽酸銅去除的砷達到42.5％(表1)。
當10mg矽酸銅加入到1升受大腸菌汙染的飲用水中時，矽酸銅從飲用水中殺滅了2.72×105的大腸菌(表1)。
當矽酸銅(0.25％)與細菌培養液混合在一起時，矽酸銅抑制例如為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、枯草桿菌的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的生長。
在培養基中0.125％甚至0.06％濃度的矽酸銅就抑制大腸桿菌的生長(表4)。
用0.25％的矽酸銅混入真菌的培養基中，矽酸銅對a)齊整小核菌、b)立枯絲核菌、c)尖孢鐮刀菌和d)稻瘟病菌的生長抑制分別達到了32.93、73.2，、76.8和100％(表6)。
用噬菌體對矽酸銅濾過性消毒的性能進行分析，用矽酸銅殺滅病毒。
本研究所用的噬菌體，它們的等電點(pl)和它們的宿主如下MS2(ATCC155597-B1)，pl 3.9，大腸桿菌C-3000(ATCC 15997)；NX-174(ATCC 13706-B1)pl6.6，大腸桿菌(ATCC 13706)；和PRD-1，pl 4.2，鼠傷寒沙門氏菌(ATCC 19585)。利用其宿主和Snustad，S.A.和D.S.Dean描述的軟瓊脂覆蓋層(Genetic experiments withbacterial viruses，1971，W.H.Freeman and Co.，San Francisco)以蝕斑形成單位(PFU)化驗噬菌體。
分批吸附研究無菌稱量300毫克的矽酸銅放入三個無菌的50ml錐底離心管的每一個中。等份的噬菌體加入到100ml無菌去離子水(DI，pH 7.8-8.4)獲得最終接近105pfu/ml的濃度。三個含有上述物質的試管中的每一個加入15毫升接種的去離子水。對照試管含有接種的去離子水不含上述物質。密封試管然後放在旋轉混合器上中等速度(0.8rps)10分鐘。移去試管3000g離心5分鐘。移除懸浮的部分和對照接種去離子水，梯度稀釋，用上述各種噬菌體進行化驗。
矽酸銅去除越90％的例如為MS-2，X174和PRD-1的噬菌體病毒。
當矽酸銅(500mg)加入到溶於水中的三滷甲烷(例如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷(bromodichloroethane)、二溴氯乙烷(dibromochloroethane)、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，dichloro-3-bromopropane)中時，矽酸銅顯現了去除化學汙染的性能。充分的混合8.950ppm的三滷甲烷溶液後，沉澱矽酸銅後的上清分析表明矽酸銅去除了三滷甲烷。矽酸銅從8.95ppm的三滷甲烷去除了5.4ppm的三滷甲烷(如表8所示)。
2.在酸性和高溫(70℃-90℃)條件下矽酸銅的合成50ml矽酸根/鈉比為1∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)加入到100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中。徹底混合後加熱反應物至70℃-90℃並過夜保持12小時。所得沉澱用蒸餾水或去離子水徹底洗滌並在烘箱中100℃乾燥。
利用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)分析矽酸銅並進一步用AAS或ICP-AES分析驗證(圖2-A)，表明矽酸根與銅的比為1∶0.78.
利用電子自旋共振波譜儀分析矽酸銅，結果所得的特徵峰值g列於下面(如圖2-B和表1所示)。
A)2.23480 B)2.06456矽酸銅的X射線衍射分析結果如圖6所示有7個峰，其中有3個顯著的峰，這三個峰的峰高(counts/s)和角度(°2theta)列於下面(如圖2-C和表1所示)。
1)835.63和16.20057 2)706.74和32.23910 3)502.52和39.57159當500mg的這種物質通過和1升含砷2.5ppmm的砷酸鈉溶液進行混合處理時，矽酸銅去除的砷達到55.8％(如表1所示)。
當10mg矽酸銅加入到1升受大腸菌汙染的飲用水中時，矽酸銅從飲用水中殺滅了2.72×105的大腸菌(表1)。
3.中性反應條件下(pH6-7)矽酸銅的合成適量的矽酸根/鈉比為1∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)加入到100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中獲得中性pH條件。用蒸餾水或去離子水徹底洗滌後去除上清並乾燥得到含有矽酸銅的最終沉澱。
利用掃描電子顯微鏡所附的EDAX分析矽酸銅並進一步用AAS或ICP-AES進行分析驗證，表明矽酸根/銅比為1∶1(圖3-A)。
利用電子自旋共振波譜儀分析矽酸銅，結果所得的特徵峰值g列於下面(如圖3-B和表1所示)。
A)3.10383 B)2.36522 C)2.0467 D)1.21887 E)0.96688對矽酸銅進行X-射線衍射分析，得到如圖3-C所示的6個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖3-C和表1所示)1.940.90和16.195772.764.43和32.292763.694.85和39.77809用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸銅材料500mg進行混合處理，上述矽酸銅去除的砷達到27.7％(表1)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入10mg矽酸銅，可殺滅2.72×105個大腸菌(表1)。
該矽酸銅可抑制真菌生長，如a)齊整小核菌、b)立枯絲核菌、c)尖孢鐮刀菌、d)稻瘟病菌(表6)，矽酸銅在真菌生長培養基中的濃度為0.25％時，可分別達到24.7％、59.0％、68.3％和88.5％的抑菌率。
4.在基本反應條件下合成矽酸銅(pH10-11)向100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中加入矽酸根∶鈉為1∶1的所需量的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)，得到基本的pH條件(10-11pH)。除去上清液，用蒸餾水或去離子水徹底洗滌後乾燥，即得到最終的沉澱物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸銅進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與銅的比例為1∶0.83(圖4-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸銅進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖4-B和表1所示)
A)3.71806 B)3.23001 C)2.61681對矽酸銅進行X-射線衍射分析，得到如圖4-C所示的3個峰，其中顯示了1個顯著的峰，該峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)如下(如圖4-C和表1所示)1)152.74和26.64983用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸銅材料500mg進行混合處理，該矽酸銅去除的砷達到8％。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg矽酸銅，只能殺滅2.72×105個大腸菌的21.69％(表1)。
5.在極其酸性反應條件(小於pH2)下向反應介質中加入10ml 36％HCl來合成矽酸銅向100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中加入10ml 36％的分析純鹽酸。向該酸性氯化銅溶液中加入50ml矽酸∶鈉為1∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)。充分混合後，將反應物加熱到70℃-90℃，並維持過夜12小時。用蒸餾水或去離子水大量洗滌並在烘箱內100℃乾燥後得到沉澱物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸銅進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與銅的比例為1∶0.53(圖5-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸銅進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖5-B和表1所示)A)2.18421 B)2.06874 C)1.21231對上述矽酸銅進行X-射線衍射分析，得到如圖5-C所示的6個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖5-C和表1所示)1)400.70和16.198722)394.77和32.279563)330.02和39.71761用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸銅材料500mg進行混合處理，該矽酸銅去除的砷達到42％(表1)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入10mg矽酸銅，可以殺滅2.72×105個大腸菌(表1)。
6.在極其酸性反應條件(小於pH2)下向反應介質中加入20ml 36％HCl來合成矽酸銅向100ml氯化銅溶液(0.5g/ml)中加入20ml 36％的分析純鹽酸。向該酸性氯化銅溶液中加入50ml矽酸根∶鈉為1∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)。充分混合後，將反應物加熱到70℃-90℃，並維持過夜12小時。用蒸餾水或去離子水大量洗滌並在烘箱內100℃乾燥後得到沉澱物。
使用能譜儀(EDAX)外加掃描電子顯微鏡所附對矽酸銅進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與銅的比例為1∶0.34(圖6-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸銅進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖6-B和表1所示)A)2.15561 B)2.03614對上述矽酸銅進行X-射線衍射分析，得到如圖6-C所示的7個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖6-C和表1所示)1)541.23和16.263052)414.21和32.365893)365.45和39.85131用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸銅材料500mg進行混合處理，該矽酸銅去除的砷達到27.7％。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入10mg矽酸銅，可殺滅2.72×105個大腸菌(表1)。
矽酸鋅的合成7).在中性反應條件(pH6-7)下合成矽酸鋅向100ml氯化鋅溶液(ZnCl2，0.5g/ml)中加入適量的矽酸根∶鈉為2∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)，得到中性PH條件。除去上清液，用蒸餾水或去離子水徹底洗滌後乾燥，即得到最終的含有矽酸鋅的沉澱物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸銅進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與鋅的比例為1∶12.13(圖7A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸鋅進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖7-B和表2所示)A)5.49809 B)4.55342 C)2.54593 D)2.10091 E)2.05499對上述矽酸銅進行X-射線衍射分析，得到如圖7-C所示的8個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖9和表2所示)
1)444.15和32.759042)307.02和59.584553)263.36和28.27636用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸鋅材料1.0g進行混合處理，該矽酸銅去除的砷達到98.7％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg矽酸鋅，可殺滅2.72×105個大腸菌中的96％。(表2)。
生長培養基中所含的0.25％矽酸鋅具有抑制金黃色葡萄球菌生長的殺菌特性(如表5所示)。
8)在極其酸性反應條件(小於pH2)下合成矽酸鋅向100ml氯化鋅溶液(0.5g/ml)中加入10ml 36％的分析純鹽酸。向含有氯化鋅的鹽酸溶液中加入50ml矽酸根∶鈉為2∶1的矽酸鈉溶液(0.5g/ml)。充分混合後，將反應物加熱到70℃-90℃，並維持過夜12小時。用蒸餾水或去離子水充分洗滌並乾燥後得到含有矽酸鋅的最終沉澱物。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸鋅進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與鋅的比例為1∶2.46(圖8-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸鋅進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖8-B和表2所示)A)4.38410 B)4.01910 C)2.53191 D)1.87886 E)2.01793對上述矽酸鋅進行X-射線衍射分析，得到如圖8-C所示的26個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖8-C和表2所示)1)2079.88和11.074672)835.44和33.525273)664.98和32.88120將1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸鋅材料1.0g進行混合處理，該矽酸鋅去除的砷達到72.3％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg矽酸鋅，可殺滅2.72×105個大腸菌中的99％(表2)。
矽酸銀的合成9).在中性反應條件(6-7pH)下合成矽酸銀將100ml硝酸銀溶液(AgNO3，0.5g/ml)和所需量的二氧化矽∶過渡金屬為2∶1的矽酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化矽，0.5g/ml)混合，得到反應的中性PH。將反應物徹底混合，輕輕倒出上清液，得到最終的沉澱物。該沉澱物用蒸餾水或去離子水充分洗滌後在烘箱內100℃乾燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸銀進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與銀的比例為1∶19.5(圖9-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸銀進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖9-B和表2所示)A)4.36796 B)2.37847 C)3.95509 D)2.04657對上述矽酸銀進行X-射線衍射分析，得到如圖9-C所示的19個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖9-C和表2所示)1)3945.11和32.298852)2421.27和46.274463)1835.66和27.89129用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸銀材料1.0g進行混合處理，該矽酸銀去除的砷僅達到4.5％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入5mg矽酸銀，可殺滅2.72×105個大腸菌。(表2)。
10).在酸性反應條件(pH2)下合成矽酸銀向50ml硝酸銀溶液(0.5g/ml)中加入8ml硝酸溶液(69-70％)。向這一酸性的硝酸銀溶液中加入所需量的二氧化矽∶過渡金屬為2∶1的矽酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化矽，0.5g/ml)。充分混合後，將反應物加熱到70℃-90℃，並維持過夜12小時。最終沉澱物用蒸餾水或去離子水充分洗滌後在烘箱內100℃乾燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸銀進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與銀的比例為1∶1.04(圖10-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸銀進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖10-B和表2所示)A)4.37171 B)4.04714 C)1.98189對上述矽酸銀進行X-射線衍射分析，得到如圖10-C所示的19個峰，其中顯示了3個顯著的峰，這3個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖10-C和表2所示)1)2217.87和29.334832)684.55和47.680933)674.27和42.31091將1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸銀材料1.0g進行混合處理，該矽酸銀去除的砷達到99.0％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入5mg矽酸銀，可殺滅2.72×105個大腸菌(表2)。
矽酸錳的合成11).在中性反應條件(pH6-7)下合成矽酸錳將100ml氯化錳溶液(Mncl24H20，0.5g/ml)和所需量的矽酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化矽，0.5g/ml)混合，得到中性PH(6-7)的反應介質。將反應物徹底混合，輕輕倒出上清液，得到最終的沉澱物。該沉澱物用蒸餾水或去離子水充分洗滌後在烘箱內100℃乾燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸錳進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與錳的比例為1∶1.94(圖11-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸錳進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖11-B和表2所示)A)1.93412 B)2.06655對上述矽酸錳進行X-射線衍射分析，得到如圖11-C所示的5個峰，其中顯示了1個顯著的峰，這個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖11-C和表2所示)a)148.04和30.65087用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸錳材料1.0g進行混合處理，該矽酸錳去除的砷達到12.4％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入500mg矽酸錳，可殺滅2.72×105個大腸菌中的51％。(表2)。
12).在極其酸性反應條件(小於pH2)下合成矽酸錳向100ml氯化錳溶液(0.5g/ml)中加入10ml 36％的鹽酸。向這一酸性的氯化錳溶液中加入50ml矽酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化矽，0.5g/ml)。充分混合後，將反應物加熱到70℃-90℃，並維持過夜12小時。最終沉澱物用蒸餾水或去離子水充分洗滌後在烘箱內100℃乾燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸錳進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與錳的比例為1∶1.09(圖12-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸錳進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖12-B和表2所示)A)4.34636 B)4.17458 C)2.18228 D)2.11243 E)2.05491 F)1.999661對上述矽酸錳進行X-射線衍射分析，得到如圖12-C所示的1個峰，其中顯示了1個顯著的峰，這個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖12-C和表2所示)a)32.88和24.65599將1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸錳材料1.0g進行混合處理，該矽酸錳去除的砷達到10.3％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入500mg矽酸錳，可殺滅2.72×105個大腸菌中的58％。(表2)。
矽酸鋯的合成13).在中性反應條件(pH6-7)下合成矽酸鋯將所需量的矽酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化矽，0.5g/ml)加入到100ml氯氧化鋯溶液(ZrOCl28H2O，0.5g/ml)，得到中性PH。加入後，將反應物徹底混合，輕輕倒出上清液，得到最終的沉澱物。該沉澱物用蒸餾水或去離子水充分洗滌後在烘箱內100℃乾燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸鋯進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與鋯的比例為1∶2.90(圖13-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸鋯進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖13-B和表2所示)A)4.42797 B)4.18272 C)2.24547 D)2.30425 E)2.18961 F)1.23086對上述矽酸鋯進行X-射線衍射分析，如圖13-C所示沒有峰出現。
用1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸鋯材料1.0g進行混合處理，該矽酸鋯去除的砷達到28.9％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg矽酸鋯，可殺滅2.72×105個大腸菌中的2％。(表2)。
14).在極其酸性反應條件(小於pH2)下合成矽酸鋯向100ml氯氧化鋯溶液中加入10ml 36％的鹽酸和50ml的矽酸鈉溶液(1∶1＝鈉∶二氧化矽，0.5g/ml)並混勻。在充分混合後，將反應物加熱到70℃-90℃，並維持過夜12小時。最終沉澱物用蒸餾水或去離子水充分洗滌後在烘箱內100℃乾燥。
使用掃描電子顯微鏡所附的能譜儀(EDAX)對矽酸鋯進行分析，並進一步通過AAS或者ICP-AES進行分析確認，結果顯示矽酸根與鋯的比例為1∶0.77(圖14-A)。
用電子自旋共振波譜儀對矽酸鋯進行分析，得到特有的g值峰，結果顯示如下(如圖14-B和表2所示)A)4.37236 B)2.82039 C)1.92596 D)1.21652 E)1.02930 F)0.93795對上述矽酸鋯進行X-射線衍射分析，得到如圖14-C所示的1個峰，其中顯示了1個顯著的峰，這個峰的高度(counts/s)和角度(°2θ)顯示如下(如圖14-C和表2所示)A)84.80和10.89433將1升從砷酸鈉中製備的2.5ppm砷溶液與矽酸鋯材料1.0g進行混合處理，該矽酸鋯去除的砷達到54.5％(表2)。
向汙染了大腸菌的1升飲用水中加入250mg矽酸鋯，可殺滅2.72×105個大腸菌中的98％。(表2)。
下面根據用固定的功能性過渡金屬矽酸鹽進行的試驗對本發明做出詳細說明。
15)固定在活性氧化鋁(尺寸大於1000微米)上的功能性過渡金屬矽酸鹽對砷的去除將250ml砷酸鈉溶液(含2.12ppm砷)以10ml/min流量通過10×1cm柱。使用ICP-AES和/或AAS測定所處理溶液中的砷含量。
如表8所示，固定功能性過渡金屬矽酸鹽可極大的吸附砷。
固定在活性氧化鋁上的矽酸銅去除了90.10％的砷含量。
固定在活性氧化鋁上的矽酸鋅去除了91.98％的砷含量。
固定在活性氧化鋁上的矽酸錳去除了58.96％的砷含量。固定在活性氧化鋁上的矽酸鋯去除了13.08％的砷含量。
16)固定在不同尺寸活性氧化鋁上的功能性過渡金屬矽酸鹽對砷的去除將1000ml砷酸鈉溶液(含2.4ppm砷)以10ml/min流量通過10×1cm柱。對固定在不同尺寸活性氧化鋁顆粒(500微米和1000微米尺寸)上的功能性過渡金屬矽酸鹽進行檢測。使用ICP-AES和/或AAS測定所處理溶液中的砷含量。
固定在活性氧化鋁(500微米)上的矽酸銅去除了高達95.58％的砷含量，而固定在活性氧化鋁(1000微米)上的矽酸銅去除了86.05％的砷含量。
17)固定在agropolymer上的功能性過渡金屬矽酸鹽的砷去除特性將250ml砷酸鈉溶液(含500ppb砷)以1ml/min流量通過含有固定於農用聚合物(agropolymer)的250mg矽酸銅的柱。使用ICP-AES和/或AAS測定所處理溶液中的砷含量。
如表11所示，固定在agropolymer上的功能性過渡金屬矽酸鹽可極大的吸附砷。
固定在agropolymer上的矽酸銅去除了56.48％的砷含量。
18)物理固定在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽的淨化特性將包含過渡性金屬鹽的溶液加到石英砂(250-500微米尺寸)中製備固定的功能性過渡金屬矽酸鹽，然後與矽酸鈉反應獲得固定在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽。沒有固定的、未結合的剩餘基質經蒸餾水或去離子水洗滌去除。將250ml砷酸鈉溶液(含2.12ppm砷)以10ml/min流量通過含矽酸鹽的10×1cm柱。使用ICP-AES和/或AAS測定所處理溶液中的砷含量。
如表12所示，包在石英砂表面上的功能性過渡金屬矽酸鹽可極大的吸附砷。
矽酸銅、矽酸鋅、矽酸錳和矽酸鋯分別可去除35％、48.58％、18.87％和8.1％的砷，而石英砂可去除1.88％的砷(對照)。
19)固定在活性氧化鋁和農用聚合物(agropolymer)上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除汞特性將固定在活性氧化鋁和農用聚合物(agropolymer)上的功能性過渡金屬矽酸鹽以mg/ml劑量的1升溶液批量模式分別與含汞的溶液(224.21ppb汞含量)進行反應。這些材料在含汞溶液中充分混合1小時，使用AAS(石墨爐所附的提水罐)測定處理後的汞含量(ppb)。
固定功能性過渡金屬矽酸鹽將上述溶液中的汞去除到測定限值以下(如表13所示)
20)固定功能性過渡金屬矽酸鹽的除蛋白特性將100ml小牛血清白蛋白(BSA)溶液(含1mg/ml BSA)通過裝有固定在農用聚合物(agropolymer)上的功能性過渡金屬矽酸鹽的2×1cm柱，利用Lowry方法對所處理溶液中的蛋白含量進行估測，來檢測和上述固定功能性過渡金屬矽酸鹽結合的蛋白。
如表14所示，上述固定功能性過渡金屬矽酸鹽可去除蛋白。
固定在農用聚合物(agropolymer)上的矽酸銀吸附了10mg的BSA蛋白，固定在農用聚合物(agropolymer)上矽酸銅和矽酸鋅分別吸附了15.4mg和3mg的BSA蛋白。總反應體積為100ml，含100mg BSA蛋白。
21)固定在agropolymer上的功能性過渡金屬矽酸鹽的殺蟲劑去除特性將含有硫丹、氯氰菊酯和毒死蜱各10ppm的溶液以0.5ml/min的流量通過含有1克固定矽酸銅(固定在活性氧化鋁和農用聚合物(agropolymer))的柱。通過G.C.-ECD/pFPD方法測定所處理溶液中的殺蟲劑含量。
如表15所示，固定在活性氧化鋁和農用聚合物(agropolymer)上的矽酸銅可去除諸如硫丹、氯氰菊酯和毒死蜱的殺蟲劑。
固定在活性氧化鋁上的矽酸銅分別去除硫丹59.7％、氯氰菊酯62.4％和毒死蜱46.6％。
固定在農用聚合物(agropolymer)上的矽酸銅分別去除硫丹61.7％、氯氰菊酯83.4％和毒死蜱49.1％。
22)固定在活性氧化鋁上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌(大腸菌)特性將含大腸菌(5×105)的500ml水以10ml/min的流量通過10cm長的固定有功能性過渡金屬矽酸鹽的活性氧化鋁柱。
通過測定含細菌生長培養基的陪替氏平板上的細菌菌落數來測定汙染情況。
如表6所示，固定功能性過渡金屬矽酸鹽可明顯的去除大腸菌。矽酸銀、矽酸銅分別去除的大腸菌含量達到98％和83％。固定在活性氧化鋁上的矽酸鋅去除的大腸菌含量達到43％。
23)固定在農用聚合物(agropolymer)上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性將含大腸菌的水以10ml/min的流量通過250mg含(固定在農用聚合物(agropolymer)上的功能性過渡金屬矽酸鹽)的柱。在含細菌生長培養基的陪替氏平板上檢測所處理溶液的菌落數。
如表17所示，結果表明固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除了水中的大腸菌。
固定在農用聚合物(agropolymer)上的矽酸銅分別從含大腸菌的2000ml、2500ml和3000ml水中去除大腸菌(所處理水中的大腸菌濃度為4×104/升)99％、97.45％和94.87％。但是固定在農用聚合物(agropolymer)上的矽酸銀從含大腸菌的3000ml水中去除的大腸菌達到99％。固定在農用聚合物(agropolymer)上的矽酸鋅分別從汙染了大腸菌的1000ml、1500ml和2000ml水中去除了含量為61.90％，14.28％和4.76％的大腸菌。
24)固定在氧化鋁、纖維素上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性將含有大腸菌的水通過固定在柱形式上的功能性過渡金屬矽酸鹽。檢測這種固定在氧化鋁、纖維素上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性。將含大腸菌的水以5ml/min的流量通過固定功能性過渡金屬矽酸鹽柱。
通過測定含細菌生長培養基的陪替氏平板上的菌落數來檢測汙染情況。
結果如表18所示，固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除了水中的大腸桿菌。
固定在氧化鋁上的矽酸銅(柱中裝有1g)從含大腸桿菌(1.15×105)的250ml水中去除的大腸桿菌達到93.47％，固定在纖維素上的矽酸銅(柱中裝有0.97g)從含大腸桿菌(1.38×105)的250ml水中去除的大腸桿菌達到93.71％。
25)固定在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性將含大腸菌的500ml水以10ml/min的流量通過塗覆在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽的10×1cm柱。
通過測定含細菌生長培養基的陪替氏平板上的菌落數來檢測汙染情況。
固定在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽去除了大腸菌。固定在石英砂上的矽酸銅去除細菌的量為83％，而固定在石英砂上的矽酸鋅去除細菌的量為34％。固定在石英砂上的矽酸錳和固定在石英砂上的矽酸鋯去除的大腸菌分別達到5％和6％(表19)。
26)使用固定功能性過渡金屬矽酸鹽從長時間(6個月)存放的水中去除真菌(麴黴菌類)將市場上流通的包裝飲用水存放6個月，讓其受到例如真菌的微生物的汙染。觀察到該存放的水被真菌汙染後，進行本試驗來確定固定功能性過渡金屬矽酸鹽對真菌的去除特性。將1升汙染了真菌的水以10ml/min的流量通過固定在農用聚合物(agropolymer)上的2×1cm柱。將已處理的和未處理的溶液倒入含真菌生長培養基的陪替氏平板，來顯示生長後的真菌。
固定在農用聚合物(agropolymer)上的矽酸銅從存放的飲用水中去除了真菌(麴黴菌類)(表20)。
27)固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除原生動物(微小隱孢子蟲)的特性無菌稱取固定在農用聚合物(agropolymer)上的功能性過渡金屬矽酸鹽1g，裝入10×1cm玻璃柱內。在柱底部裝有玻璃棉，以防止上述材料從柱中流走。在將柱潤溼前後輕輕拍打柱，保證其所裝的材料均勻。使用master flex L/S電腦控制驅動泵(Cole-Palrer儀器公司，Barrington，IL，美國)將3升去離子水以15ml/min流量通過柱，來衝洗柱內材料。將1毫升原生動物存儲液(2×107)加到200ml無菌去離子水(DI，pH.8-8.4)中。然後使用上面的泵將接種後的去離子水以5ml/min的流量通過柱，在接種的去離子水通過20、50和80ml後收集從柱中流入和流出的部分。通過免疫螢光測定法(IFA)對樣品中的卵囊計數。簡單地說，就是用賽多利斯(Sartorius)纖維素乙酸膜過濾器將樣品過濾，並用帶有FITC標記的抗原生質單克隆抗體(Crypt-o-Glow，waterborne，Inc New Orleans，La)染色。然後過濾器用乙醇系列(20、40、80、90％)脫水，並用落射螢光顯微鏡觀察。對卵囊計數，然後計算出各樣品的濃度。(表21)。
固定在農用聚合物的矽酸銅明顯地去除了微小隱孢子蟲(表21)。
a.固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除病毒的特性b.固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除大腸桿菌O157h7(atcc 110195-b1)的特性以下過程是用來測定去除病毒和細菌的特性。
病毒的製備根據Berg Etal.(1984)的方法製備病毒脊髓灰質炎病毒Lsc1。將酶解布法羅綠猴(Buffalo Green Monkey(BGM))細胞和最小基本培養基(MEM，Cellgro0，MediatechInc.，Cat#10010179)接種到組織培養瓶(T-182)中，該培養基包含earl′s鹽、L-穀氨酸、100u盤尼西林G、100u鏈黴素、0.25μg/ml兩性黴素B、100mm HEPES和10％胎牛血清(FBS)。培養瓶在36℃培養箱中培養48小時，形成連續的細胞單層。然後用磷酸鹽緩衝液(PBS)將培養瓶的細胞單層漂洗兩遍，用於病毒接種，將脊髓灰質炎病毒Lsc 1(ATCC VR-59)部分接種到含有連續單層的T-182培養瓶中。讓病毒部分在細胞單層內培養40min。之後，將35ml含earl′s鹽、L-穀氨酸、100u盤尼西林G、100u鏈黴素、0.25μg/ml兩性黴素B、100mm HEPES的MEM加入每個培養瓶中。這些培養瓶在36℃培養36小時。
這時候＞90+的單層細胞出現明顯的細胞病變效應(CPE)。然後將這些保溫瓶冷凍-解凍(2×)，並10,000g離心20分鐘。之後收集上清液，等分樣品、滴定測量，70℃保存備用。
根據Smith和Gerba(1982)所述的方法來製備輪狀病毒。簡單地說，就是將酶解MA-104(ATCC Crl-2378)細胞和最小基本培養基(MEM，Cellgro，Mediatech Inc.，Cat#10010179)接種到組織培養瓶(T-182)中，該培養基包含earl′s鹽、L-穀氨酸、100u盤尼西林G、100u鏈黴素、0.25μg/ml兩性黴素B、100mm HEPES和10％胎牛血清(FBS)。培養瓶在36℃培養箱中培養48小時，形成連續的細胞單層。然後用磷酸鹽緩衝液(PBS)將培養瓶的細胞單層漂洗兩遍，用於病毒接種。
將部分輪狀病毒SA 11(ATCC VR-899)接種到含有連續單層的T-182培養瓶中。讓病毒在細胞單層上培養40min。之後，將35ml含earl′s鹽、L-穀氨酸、100u盤尼西林G、100u鏈黴素、0.25μg/ml兩性黴素B、5mg/L胰島素、100mm HEPES的MEM加入每個培養瓶中。這些培養瓶在36℃培養6-8天。這時候＞90+的單層細胞出現明顯的細胞病變效應(CPE)。然後將這些保溫瓶冷凍-解凍(2X)，並10,000g離心20分鐘。之後收集上清液，等分樣品、滴定測量，70℃保存備用。
病毒計數讓脊髓灰質炎病毒1(Lsc1)生長後，用瓊脂覆層法(Berg et al.，1984)在布法羅綠猴腎(BGM)細胞上測定pfu。簡單的說，就是將樣品冷凍，再在4℃緩慢解凍。取部分樣品接種到新近長滿的(2-3天)連續單層BGM細胞。向T-25培養瓶的單層細胞中加入1.0ml接種物，T-75瓶中加入3.0ml接種物，T-182中加入6.0ml接種物。加入的樣品用無菌PBS稀釋10倍，取稀釋後的樣品1.0ml接種到T-25瓶的單層細胞上。讓樣品在單層細胞上培養40分鐘。將含有8％FBS和0.1％中性紅的2XeMEM和溶化後的2.2％無菌Bacto瓊脂等體積混合。然後將培養基加到每個接種瓶中，讓瓊脂在單層上凝固。之後將培養瓶在36℃培養2-5天，使其形成空斑並用於計數。測定的結果如表-20所示。
測定輪狀病毒SA11在MA-104細胞上的最可能的數目。簡要地說，就是將獲得的樣品接種到新近長滿的(2-3天)連續單層MA-104細胞。在接種之前，用無菌PBS漂洗培養瓶中的單層細胞兩次。向T-25培養瓶的單層細胞中加入1.0ml接種物，T-75瓶中加入3.0ml接種物，T-182中加入6.0ml接種物。加入的樣品用無菌PBS稀釋10倍，取稀釋後的樣品1.0ml接種到T-25瓶的單層細胞上。用胰島素將所有的接種物的濃度調到5mg/ltr，然後讓它們在單層細胞上培養40分鐘。接種後，將eMEM、L-穀氨酸、100u盤尼西林G、100u鏈黴素、0.25μg/ml兩性黴素B、5mg/ltr胰島素和100mmHEPES加到每個接種瓶中。然後讓這些瓶在36℃培養7-10、2-5天，形成CPE。測定的結果如表-20所示。
細菌培養和計數將大腸桿菌O157H7(ATCC 110195-B1)在胰酶大豆瓊脂(Dicco Laboratories，Detroit，M1)上繼代培養。所有實驗中，都是利用在胰酶大豆肉湯中37℃培養18-24小時的培養物來製備接種體。將細菌鋪在胰酶大豆瓊脂(TSB；Difco)上，37℃培養18-24小時後進行計數。
柱吸附研究稱取分別固定在農用聚合物和活性氧化鋁(500微米尺寸)的矽酸銅，放入10×1cm玻璃柱內。玻璃柱的底部裝有玻璃棉，用來防止材料從柱內流出。在將玻璃柱潤溼前後均要輕輕拍打柱，保證其所裝的材料均勻。使用Mate flex L/S電腦控制驅動泵(Cole-Palrer儀器公司，Barrington，IL，美國)將3升DI以15ml/min流量通過柱，來衝洗柱內材料。將部分輪狀病毒加到250ml無菌去離子水中(DI，pH 7.8-8.4)，得到約106pfu/ml的終濃度。然後使用上述泵將接種的去離子水以5ml/min的流量通過玻璃柱。
50、100和200ml的接種DI從柱中流過後，收集從柱中流入和流出的部分，之後將部分脊髓灰質炎病毒1和過夜培養的大腸桿菌O157H7加到另一份250ml的無菌去離子水(DI，pH7.8-8.4)中，得到約106-pfu/ml的終濃度。然後使用上述泵將該接種的DI以5ml/min的流量通過上述玻璃柱。
還是當50、100和200ml的接種DI從柱中流過後，收集從柱中流入和流出的部分。樣品被系列稀釋，按照上述方法分別測定病毒和細菌。結果如表-20所示。
參考文獻Smith，E.M.和C.P.Gerba，1982.動物病毒生長和檢測的實驗方法。C.P.Gerba和S.M.Goyal，ed.環境病毒學方法。
Marcel Dekker，Inc.紐約，NY.P.76-88.
Berg，G.，R.S.Safferman，D.R.Dahling，D.Berman，和C.J.Hurst，1984 USEPA病毒學方法指南，U.S.EPA，辛辛那提，OH.
固定在農用聚合物的矽酸銅和固定在活性氧化鋁的矽酸銅去除了脊髓灰質炎病毒Lsc1和輪狀病毒SA11(如表22所示)。
柱內使用1g材料時，固定在農用聚合物的矽酸銅去除的脊髓灰質炎病毒Lsc1達到55.9％，而柱內使用2g材料時，去除的結果為99.9％。
柱內使用1g材料時，固定在農用聚合物的矽酸銅去除的輪狀病毒SA11達到48.8％，而柱內使用2g材料時，去除結果為99.9％。
柱內使用10g材料時，固定在活性氧化鋁的矽酸銅去除的脊髓灰質炎病毒Lsc1達到70.3％，而柱內使用20g材料時，去除結果為99.3％。
柱內使用10g材料時，固定在活性氧化鋁的矽酸銅去除的輪狀病毒SA11達到86.2％，而柱內使用20g材料時，去除結果為99.8％。
固定在農用聚合物的矽酸銅和固定在活性氧化鋁的矽酸銅均去除了大腸桿菌0157H7。
28)固定在矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽去除化學品的特性將功能性過渡金屬矽酸鹽固定在矽膠上。將化學品汙染物，如三滷甲烷(trichloroethane)、多氯化聯(二)苯(polychlorinated biphenyl)、不完全揮發性有機化合物、揮發性有機化合物和苯酚分別溶解在水中，並通過裝有固定在矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽的柱(6×1cm柱，流量為0.5-1ml/min)。使用GC-FID或GC-ECD或GC/MS/MS測定所處理溶液中的化學品汙染含量。
固定在矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽從8.950ppm三滷甲烷中去除了7.5ppm三滷甲烷(如三氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烯、溴氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷、1，2-二氯-3-溴丙烷)，如表23所示。
固定在矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽從3.5729ppm多氯化聯(二)苯中去除2.4ppm多氯化聯(二)苯(如2，3-二氯聯苯、三氯聯苯、四氯聯苯、五氯聯苯、六氯聯苯、七氯聯苯、八氯聯苯)，如表-27所示。
固定在矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽從20.8196ppm的半揮發性有機化合物(如1，4-二氯苯、六氯乙烷、1，2，3，-三氯苯、1，3-丁二烯，1，1，2，3，4、2-氯萘、苊、二氫苊、苯酚、2，4-bis(1，1-imet)苯酚、二乙基鄰苯二甲酸酯、芴、苯-氯-3-苯酚、二苯胺、4-溴苯-苯乙醚、六氯苯、菲、蒽、二丁基鄰苯二甲酸酯、芘、苯甲基-丁基鄰苯二甲酸酯、苯並[C]吖啶、雙(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯、2，3，4，5-四溴苯酚、di-n-octyl鄰苯二甲酸酯、苯(b)熒蒽、苯(k)熒蒽、苯並(a)芘、茚苯、苯並(a，h)蒽、苯(g，h，l)二萘嵌苯)中去除9.1ppm，如表24所示。
固定在矽膠上的功能性過渡金屬矽酸鹽從18.5ppm揮發性有機化合物(如1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，3-二氯丙烷、二溴氯乙烷、1，2-二溴乙烷、氯苯、1，2-二甲苯、1，3-二甲苯、鄰二甲苯、1-甲基乙基苯、1，1，2，2-四氯乙烷、溴苯、2-氯甲苯、丙苯、-氯-4-甲基苯、1，2，3-三甲基苯、4-異丙基甲苯、1，2-二乙基苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、甲苯、n-丁苯、1，2-二溴-3-氯丙烷、1，2，4-三氯苯、萘、1，2，3-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，3，4-三氯苯、1，3-butadienel，1，2，3，4、2-溴苯1，3，5、硝基苯、苯乙烯、苯甲酸苄酯、1，2，3，4-四甲基苯、1-氯-2-丙基苯和4-溴3-氯苯胺)中去除該化合物10.8ppm，如表25所示。
固定在矽膠上的矽酸銅從7.5234ppm苯酚(如安息香酸、2，4，5-三氯苯酚、3-硝基苯胺、3-硝基酚、4-硝基酚、2，4-二硝基酚、4-硝基苯胺和五氯苯酚)中去除該苯酚2.8ppm，如表26所示。
固定在矽膠上的矽酸鋅從9.1725ppm三滷甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三滷甲烷6.8ppm，如表28所示。
固定在矽膠上的矽酸銀從9.1725ppm三滷甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三滷甲烷7.2ppm，如表29所示。
固定在矽膠上的矽酸錳從9.1725ppm三滷甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三滷甲烷7.5ppm，如表30所示。
固定在矽膠上的矽酸鋯從9.1725ppm三滷甲烷(如氯仿、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烷、溴二氯乙烷、二溴氯乙烷、四氯乙烯、三溴甲烷和1，2，二氯-3-溴丙烷)中去除該三滷甲烷5.1ppm，如表31所示。
29)功能性過渡金屬矽酸鹽和樹脂(如乙烯基酯、雙酚和isopthalic樹脂)混合得到的固定功能性過渡金屬矽酸鹽對細菌的去除特性將包含大腸菌的水通過柱形式的功能性過渡金屬矽酸鹽。檢測包含固定功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂對細菌的去除特性。含大腸菌的水(460個菌/ml)以5ml/min的流速通過3.6g裝於柱內的固定功能性過渡金屬矽酸鹽。
通過測定含細菌生長培養基的陪替氏平板上的菌落數來檢測去除情況。
結果如表32所示，固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除了水中的大腸菌。
固定在雙酚樹脂上的矽酸銅(3.6g)從200ml含大腸菌(1.38×105)的水中去除的大腸菌達到70％。
30)塗覆有功能性過渡金屬矽酸鹽樹脂的砂粒對細菌的去除特性將1g矽酸銅和10ml isopthalic樹脂混合後塗覆在100ml石英砂(500微米)上，讓含3.23×105/升大腸菌的水通過5×1cm柱內材料。
塗覆於石英砂上的含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂分別從500ml和1000ml含3.23×105/升大腸菌的水中去除的大腸菌達到28.79和20.12％(表33)。
31.功能性過渡金屬矽酸鹽對有毒氣體的去毒特性為測定固定功能性過渡金屬矽酸鹽對有毒氣體的去毒特性，將煤油發動機燃燒放出的氣體通過裝在20×3cm柱的固定功能性過渡金屬矽酸鹽。
用控制裝置使煤油的燃燒狀態保持不變。使用氣流分析儀(testo-350)裝置檢測如一氧化碳、二氧化硫和NOX(氧化氮)等的有毒氣體。固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除了煤油燃燒釋放的毒氣的毒性(如表34所示)。
32.固定功能性過渡金屬矽酸鹽對尼古丁和焦油的去毒特性製作一個迷你吸菸機讓香菸的煙霧通過含濾膜的固定功能性過渡金屬矽酸鹽(500mg)(一個裝在1ml吸管塑料尖頭內的迷你柱)。用一個裝有和香菸煙霧口相連的玻璃腔的真空泵控制香菸抽吸保持一致，使香菸的燃燒均勻一致。
香菸煙霧通過後，含濾膜的固定功能性過渡金屬矽酸鹽提取出了尼古丁。
使用標準的尼古丁溶液(95％，標準尼古丁溶液，BDH，英國)，在UV254nm下測定這些過濾膜吸附的尼古丁總含量。在坩鍋內使過濾膜上的焦油提取物蒸發來測定焦油總含量。測定玻璃腔內的有毒氣體，並用沒有過濾膜的香菸煙霧作為對照進行比較。如表-35所示，固定功能性過渡金屬矽酸鹽使焦油和尼古丁明顯的減少。
使用氣流分析儀(testo-350)裝置來檢測如一氧化碳、二氧化硫、NOX(氧化氮)和碳氫化合物等的有毒氣體。含濾膜的固定功能性過渡金屬矽酸鹽去除了香菸煙霧中有毒氣體的毒性(表36)。
下面本發明將描述功能性過渡金屬矽酸鹽的顯著特徵。
合成具有不同二氧化矽與金屬比例的功能性過渡金屬矽酸鹽，在適宜反應條件(酸性、中性、鹼性或極酸性條件)下將功能性過渡金屬矽酸鹽中的二氧化矽或金屬含量增加或減少並使用不同的反應物，如具有不同鹼與二氧化矽比例的可溶性二氧化矽。
酸性pH條件下合成的功能性過渡金屬矽酸鹽比在中性或鹼性條件下合成的功能性過渡金屬矽酸鹽具有更有效的功能(對金屬、化學品的淨化、對微生物、真菌和細菌活性的消毒)在添加酸(如HCl或HNO3)的極酸性pH條件下合成的、含有微量過渡性金屬的功能性過渡金屬矽酸鹽也具有功能活性，如淨化和消毒等。相反，在鹼性條件下製備的、含有較低量過渡金屬的功能性過渡金屬矽酸鹽不具有有效的消毒和淨化特性。這可能存在多種原因，其中一個重要原因是因為在鹼性條件下形成了大量的過渡金屬氫氧化物和矽酸根結構。如表15可見，鹼性條件下製備的矽酸銅即使是高劑量也不能有效去除砷或殺死細菌。過渡金屬與矽酸根比例儘管相同，但有一些有功能，另一些就沒有功能。過渡性金屬矽酸鹽的這種功能性變化是本發明的主題。
每種過渡性金屬矽酸鹽都有各自的獨特性。矽酸銅顯示了非常強的淨化和消毒特性。鋅和二氧化矽作用具有更多的自由度或能力，功能性矽酸鋅的結構是根據淨化和消毒特性進行的。同樣，使合成條件最佳化，可以增強矽酸錳、矽酸銀和矽酸鋯的功能。
在鹼性或中性條件下合成的矽酸銀不能吸附像砷等有毒金屬，在極酸性pH條件下(加入硝酸)合成的矽酸銀可有效吸附砷。中性或鹼性pH條件合成的矽酸鋯，沒有除菌特性，而在酸性pH條件下合成的矽酸鋯則獲得了所需的除菌特性。保持大小統一的顆粒尺寸(小於1μm且大於0.5μm)來檢測這些功能性過渡金屬矽酸鹽。
本發明中這些固定方式可分成物理固定、化學固定或直接和樹脂混合。所選的化學固定材料(如農用聚合物、活性氧化鋁、矽膠)具有結合過渡金屬的特性。活性氧化鋁，因其為兩性，可將電子傳遞給銅離子。
功能性過渡金屬矽酸鹽的物理固定是通過纖維素、石英砂以及和樹脂混合來完成的。含過渡金屬矽酸鹽樹脂被塗覆在石英砂表面。
上述功能性過渡金屬矽酸鹽的廣泛應用是本發明的重要內容。因此，本發明涉及一種使用鋁、活性氧化鋁、纖維素、樹脂、石英砂製備固定功能性過渡金屬矽酸鹽和塗覆在石英砂表面的、含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂的方法。
下面申請人將所做調查的結果基本上概括於下表1-36中。
表1表示不同合成參數下功能性過渡金屬矽酸鹽(矽酸銅)的功能和結構變化的比較。
表2表示不同合成參數下功能性過渡金屬矽酸鹽(矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅和矽酸鋯)的功能和結構變化的比較。
表3表示矽酸銅對金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草桿菌(Bacillussubtilis)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)和大腸桿菌(E.coli)的殺菌特性。
表4表示矽酸銅的殺菌特性的比較。比較矽酸銅(矽酸根∶過渡金屬＝1∶5.15)和矽酸銅(矽酸根∶過渡金屬＝1∶1)在濃度為0.06和0.0125時對大腸桿菌的殺菌特性。
表5表示加到細菌生長培養基中的0.25％矽酸鋅對金黃色葡萄球菌的殺菌特性。
表6表示矽酸銅對齊整小核菌(Sclerotium rolfsii)、立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)、尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporium)和稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)的殺真菌特性的比較。
表7表示功能性過渡金屬矽酸鹽(矽酸銅)的不同消毒特性。
表8表示矽酸銅的除三滷甲烷特性。
表9表示固定在活性氧化鋁(尺寸大於1000微米)上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除砷特性。
表10表示固定在活性氧化鋁上的、不同大小的功能性過渡金屬矽酸鹽的除砷特性。
表11表示固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除砷特性。
表12表示和石英砂物理固定的過渡金屬物質的淨化特性。
表13表示固定在活性氧化鋁和農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除汞特性。
表14表示固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除蛋白特性。
表15表示固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除殺蟲劑特性。
表16表示固定在活性鋁上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌(大腸菌)特性。
表17表示固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性。
表18表示固定在氧化鋁和纖維素上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性。
表19表示固定在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除菌特性。
表20表示固定功能性過渡金屬矽酸鹽對存放長時間(6個月)的水的除真菌(麴黴菌類)特性。
表21表示固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的除原生動物(微小隱孢子蟲)特性。
表22表示功能性過渡金屬矽酸鹽的除病毒特性和除大腸桿菌特性。
表23表示固定在矽膠上的矽酸銅的除三滷甲烷特性。
表24表示固定在矽膠上的矽酸銅的除半揮發性有機化合物特性。
表25表示固定在矽膠上的矽酸銅的除揮發性有機化合物特性。
表26表示固定在矽膠上的矽酸銅的除苯酚特性。
表27表示固定在矽膠上的矽酸銅的除多氯化聯(二)苯特性。
表28表示固定在矽膠上的矽酸鋅的除三滷甲烷特性。
表29表示固定在矽膠上的矽酸銀的除三滷甲烷特性。
表30表示固定在矽膠上的矽酸錳的除三滷甲烷特性。
表31表示固定在矽膠上的矽酸鋯的除三滷甲烷特性。
表32表示固定在矽膠上的矽酸鋯的除三滷甲烷特性。
表33表示和樹脂混合的固定功能性過渡金屬矽酸鹽(5％)的除菌特性。
表34表示固定功能性過渡金屬矽酸鹽的除有毒氣體(發動機燃燒)毒性的特性。
表35表示固定功能性過渡金屬矽酸鹽的吸附焦油和尼古丁的特性。
表36表示固定功能性過渡金屬矽酸鹽的除香菸煙霧毒性的特性。
從本發明獲得的結果確定了合成功能性過渡金屬矽酸鹽(如矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅)和固定在如活性鋁、氧化鋁、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠、樹脂(乙烯基酯、雙酚和isopthalic食品級樹脂)上的功能性過渡金屬矽酸鹽，以及和樹脂混合的功能性過渡金屬矽酸鹽，還有塗覆在砂粒表面、含功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂的範圍，這些功能性過渡金屬矽酸鹽具有不同的金屬和二氧化矽的比例，表現出不同的功能，還可應用在其他各方面，如製造催化劑、和沸石混合或摻雜。
表1功能性過渡金屬矽酸鹽的比較

表2功能性過渡金屬矽酸鹽的比較


表3矽酸銅的殺菌特性

表4矽酸銅的比較殺菌特性

表5矽酸鋅的殺菌特性

表6矽酸銅類的比較真菌特性

表7功能性過渡金屬矽酸鹽的過濾性毒菌消除特性(矽酸銅)

表8矽酸銅的三滷甲烷去除特性

表9活性氧化鋁上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的砷去除(大小1000微米以上)

表10在不同大小的活性氧化鋁上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽(矽酸銅)的砷去除特性

表11固定在農用聚合物上的過渡金屬矽酸鹽(矽酸銅)的砷去除特性

表12石英砂(250-500微米大小)上的自然固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的去除特性

表13活性氧化鋁及農用聚合物上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的汞去除特性

表14固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的蛋白質去除特性

表15固定在農用聚合物上的功能性過渡金屬矽酸鹽的殺蟲去除特性

表16活性氧化鋁上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的細菌(大腸菌)去除特性

表17農用聚合物上的固定的過渡金屬矽酸鹽的細菌去除特性

表18氧化鋁及纖維素上的固定的過渡金屬矽酸鹽的細菌去除特性

表19石英砂上的固定的過渡金屬矽酸鹽的細菌去除特性

表20使用在農用聚合物上的固定的矽酸銅，對長時間(6個月)存儲水內的菌類(麴黴菌類)的去除特性

表21農用聚合物上的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的原生動物(微小隱孢子蟲)去除特性

表-22A.固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的過濾性毒菌去除特性B.固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的大腸桿菌去除特性

表23固定在矽膠上的矽酸銅的三滷甲烷去除特性

用於三滷甲烷評估的色譜條件氣相色譜儀(GC)頂空VARIAN CP 3800柱ZB-5 30m×0.25u×0.25爐溫 35℃/5min@10℃/min 250℃/1min檢測器電子捕獲檢測器檢測器溫度300℃注入溫度 200℃帶有不分流模式載氣 氮流量 0.5ml/min補充氣體流量 29ml/min範圍 1.0運行時間 27.473min
表-24矽酸銅(固定在矽膠上)的半揮發性有機化合物去除特性

用於半揮發性有機化合物評估的色譜條件GC MS GC-MS VARIAN CP 3800SATURN 2000GC/MS/MS.
柱WCOT熔融石英30M×0.25mm Id，覆有CP-SIL 8CB低滲出/MS DF 0.25Cat NoCP5860
爐溫60℃@7.0℃/min，130℃@5.0C/min，200℃@6.0℃/min，260℃@20.0℃/min，280℃@15min注入溫度 280℃帶有不分流模式載氣 氦流量 1.0ml/min運行時間 50.0minMS條件發射電流 10micro amps質量缺陷 0mmu/100u計數閾值 2計數乘法器偏移量 0volts標準氣體 OFF掃描時間 0.810秒片斷開始時間 3.00分片斷結束時間 50.00分低質量片斷 45m/z高質量片斷 450m/z離子化模式 EI AGC離子預備方法 NONE表25矽酸銅(固定在矽膠上)的揮發性有機化合物去除特性


用於揮發性有機化合物評估的色譜條件GC MS GC-MS VARIAN CP 3800SATURN 2000GC/MS/MS.
柱WCOT熔融石英30M×0.25mm Id，覆有CP-SIL 8CB低滲出/MS DF 0.25Cat NoCP5860爐溫 40℃/[email protected]℃/min，200℃/10min注入溫度 200℃帶有不分流模式載氣 氦流量 1.0ml/min運行時間 50.0minMS條件發射電流 10micro amps質量缺陷 0mmu/100u計數閾值 2計數乘法器偏移量 0volts標準氣體 OFF掃描時間 0.810秒片斷開始時間 3.00分片斷結束時間 50.00分低質量片斷45m/z高質量片斷450m/z離子化模式EI AGC離子預備方法 NONE
表26矽酸銅(固定在矽膠上)的苯酚去除特性

用於苯酚評估的色譜條件氣相色譜儀(GC)頂空VARIAN CP 3800柱ZB-WAX 30m×0.25u×0.25爐溫 110℃/2min@10℃/min 250℃/1min檢測器火焰離子化檢測器檢測器溫度275℃注入溫度 250℃帶有不分流模式載氣 氮流量 1.0ml/min範圍 12表-27固定在矽膠上的硝酸銅的多氯聯苯去除特性

用於多氯聯苯評估的色譜條件氣相色譜儀(GC)頂空VARIAN CP 3800柱ZB-530m×0.25u×0.25爐溫 110℃/1min@20℃/min 280℃/10min
檢測器電子捕獲檢測器檢測器溫度300℃注入溫度 250℃帶有不分流模式載氣 氮流量 1.0ml/min補充氣體流量 29ml/min範圍 1.0運行時間 19.50min表-28固定在矽膠上的矽酸鋅的三滷甲烷去除特性

表-29固定在矽膠上的矽酸銀的三滷甲烷去除特性

表-30固定在矽膠上的矽酸錳的三滷甲烷去除特性

表-31固定在矽膠上的矽酸鋯的三滷甲烷去除特性

表-32整合在雙酚樹脂內的固定的功能性過渡金屬矽酸鹽(5％)的細菌去除特性

表-33塗覆在石英砂上的功能性過渡金屬矽酸樹脂的細菌去除特性

表-34固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的有毒氣體(發動機燃燒)的解毒特性

表-35固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的焦油及菸鹼吸附特性

香菸的牌子 Charms(普通型)香菸長度6cm平均重量0.775grams
表-36固定的功能性過渡金屬矽酸鹽的香菸煙霧解毒特性(％)

香菸重量0.775grams香菸的牌子 Charminar(普通型)香菸長度6cm平均重量0.775grams
權利要求
1.一種可作為高效淨化劑、消毒劑、去毒劑、殺蟲劑或其組合的功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)，包括用於上述功效的過渡金屬矽酸鹽中一預定範圍內的過渡金屬與矽酸根比例和結構組成，上述功能性過渡金屬矽酸鹽能固定在適當的材料上或者與樹脂混合和/或與樹脂混合塗覆在適當材料上。
2.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是在上述過渡性金屬矽酸鹽中矽酸根與金屬的比例在大約0.34-19.57之間。
3.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是即使過渡金屬和矽酸根比例相同，根據不同反應條件獲得的具有特定ESR(g)值和特定XRD模式的結構組成，過渡性金屬包括不同的功能。
4.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述不同反應條件是指過渡性金屬矽酸鹽製備過程中的不同pH條件，包括達到12pH的極酸性，反應物濃度可溶性鹼性矽酸鹽溶液中的矽酸根含量和過渡金屬鹽溶液與可溶性鹼性矽酸鹽溶液的比例，保持在20-95℃之間的不同溫度以及這些條件的組合。
5.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述過渡性金屬矽酸鹽選自包含矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅、矽酸鋯及其組合的群組。
6.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述過渡性金屬矽酸鹽用作金屬、化學品、蟲、微生物或其組合的去除劑。
7.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述過渡性金屬矽酸鹽用作細菌、真菌、病毒、病原微生物或其組合的消毒劑。
8.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述過渡性金屬矽酸鹽用作去除一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳氫化合物、菸草焦油、尼古丁或有毒氣體，或將有毒氣體和/或含有毒化學物質的氣體轉化成無毒形式，或者上述組合的去毒劑。
9.根據權利要求6所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述金屬為砷、汞、鉛、有毒金屬或其組合。
10.根據權利要求7所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述細菌為大腸菌、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌或其組合。
11.根據權利要求7所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述真菌為病原真菌，如齊整小核菌、立枯絲核菌、尖孢鐮刀菌、稻瘟病菌或其組合。
12.根據權利要求7所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述病毒具有感染性。
13.根據權利要求1所述的過渡性金屬矽酸鹽，其特徵是上述過渡金屬矽酸鹽通過下述方法製備而成，該方法包括(a)將過渡金屬溶液加到可溶性鹼性矽酸鹽溶液中形成混合物；(b)調節該混合物的pH和/或溫度；(c)形成包括過渡金屬矽酸鹽的沉澱物；(d)洗滌和乾燥沉澱物，得到過渡金屬矽酸鹽。
14.一種包含固定在基質上的過渡金屬矽酸鹽的組合物，該過渡金屬矽酸鹽包括過渡金屬，其中過渡金屬矽酸鹽中過渡金屬和矽酸根的比例在大約0.34-19.57之間並且/或者具有功能性結構，該過渡金屬矽酸鹽用作淨化劑、消毒劑、去毒劑或殺菌劑或其組合。
15.根據權利要求14所述的組合物，其特徵是上述基質選自包括農用聚合物、活性鋁、氧化鋁、纖維素、乙烯基酯樹脂、雙酚樹脂、食品級isopthalic樹脂、石英砂、矽膠及其組合的群組。
16.一種包含和基質混合的過渡金屬矽酸鹽的組合物，該過渡金屬矽酸鹽包括過渡金屬，其中過渡金屬矽酸鹽中過渡金屬和矽酸根的比例在大約0.34-19.57之間並且/或者具有功能性結構，該過渡金屬矽酸鹽用作淨化劑、消毒劑、去毒劑或殺菌劑或其組合。
17.根據權利要求16所述的組合物，其特徵是上述基質為樹脂。
18.根據權利要求16所述的組合物，其特徵是上述樹脂選自包括乙烯基酯樹脂、雙酚樹脂、食品級isopthalic樹脂及其組合的群組。
19.一種含有過渡金屬矽酸鹽的用作塗覆物的組合物，該過渡金屬矽酸鹽包括過渡金屬，其中該過渡金屬矽酸鹽中過渡金屬和矽酸根的比例大約在0.34-19.57之間並且/或者具有功能性結構，該過渡金屬矽酸鹽用作淨化劑、消毒劑、去毒劑或殺菌劑或其組合。
20.根據權利要求19所述的組合物，其特徵是上述塗覆物進一步包括樹脂和固體材料。
21.根據權利要求14、16或19所述的組合物，其特徵是上述過渡金屬矽酸鹽選自包含矽酸銅、矽酸銀、矽酸錳、矽酸鋅、矽酸鋯及其組合的群組。
22.根據權利要求14、16或19所述的組合物，其特徵是上述過渡金屬矽酸鹽用作金屬、化學品、蟲、微生物或其組合的去除劑。
23.根據權利要求14、16或19所述的組合物，其特徵是上述過渡金屬矽酸鹽用作細菌、真菌、病毒、病原微生物或其組合的去除劑。
24.根據權利要求14、16或19所述的組合物，其特徵是上述過渡金屬矽酸鹽用作去除有毒氣體，和/或氣體形式的有毒化學物質，如一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳氫化合物、菸草焦油、尼古丁，或將有毒氣體轉化成無毒氣體的去毒劑，或者用作上述組合的去毒劑。
25.一種製備固定在基質上的、包含過渡金屬矽酸鹽的固定過渡金屬矽酸鹽的方法，該方法包括下列步驟(a)將包含過渡金屬的溶液加到上述基質中形成第一產物；(b)將包含矽酸鹽的溶液加到上述第一產物中形成第二產物；以及(c)去除第二產物中沒有被固定的材料，形成固定過渡金屬矽酸鹽。
26.根據權利要求25所述的方法，其特徵是進一步包括將固定過渡金屬矽酸鹽乾燥的步驟。
27.根據權利要求25所述的方法，其特徵是上述基質選自包含農用聚合物、活性鋁、氧化鋁、纖維素、乙烯基酯樹脂、雙酚樹脂、食品級isopthalic樹脂、石英砂、矽膠及其組合的群組。
28.一種將過渡金屬矽酸鹽與樹脂混合的方法，包括(a)將矽酸和過渡金屬鹽反應得到過渡金屬矽酸鹽，以及(b)將過渡金屬矽酸鹽加到樹脂中形成含過渡金屬矽酸鹽的樹脂。
29.根據權利要求28所述的方法，其特徵是進一步包括使上述樹脂聚合的步驟。
30.根據權利要求28所述的方法，其特徵是上述聚合反應中不加任何金屬催化劑並且/或者讓上述反應混合物在室溫下反應直至聚合完成。
31.根據權利要求28所述的方法，其特徵是進一步包括除去沒有混合的材料。
32.根據權利要求28所述的方法，其特徵是進一步包括將含過渡金屬的樹脂和固體材料混合。
33.根據權利要求28所述的方法，其特徵是上述固體材料是鋁、氧化鋁、農用聚合物、纖維素、石英砂、矽膠或其組合物。
34.一種製備物理固定和/或塗覆在基質上的、含過渡金屬矽酸鹽的樹脂的方法，該方法包括(a)將過渡金屬矽酸鹽加到樹脂中，該樹脂選自包括乙烯基酯樹脂、雙酚樹脂、食品級isopthalic樹脂及其組合物的群組；(b)將含過渡金屬矽酸鹽的樹脂塗覆在諸如石英砂的固體基質上；以及(c)加熱到50-90℃使含過渡金屬矽酸鹽的樹脂乾燥或聚合或固定，和/或使上述反應混合物在室溫下反應直至聚合完成，以及(d)除去沒有被固定的材料。
35.一種使用權利要求1的過渡金屬矽酸鹽去除一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的過渡金屬矽酸鹽接觸；以及(b)去除上述材料。
36.根據權利要求35所述的方法，其特徵是上述材料為金屬、化學品、蟲或微生物或其組合。
37.一種使用權利要求1的過渡金屬矽酸鹽殺滅一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的過渡金屬矽酸鹽接觸；以及(b)殺滅上述材料。
38.根據權利要求37所述的方法，其特徵是上述材料為細菌、真菌、病毒、微生物或病原體或其組合。
39.一種使用權利要求1的過渡金屬矽酸鹽去除材料毒性的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的過渡金屬矽酸鹽接觸；以及(b)去除上述材料毒性。
40.根據權利要求39所述的方法，其特徵是上述材料為一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳氫化合物、菸草焦油、尼古丁或有毒氣體或其組合。
41.一種使用權利要求14、16或19的組合物去除一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的組合物接觸；以及(b)去除上述材料。
42.根據權利要求41所述的方法，其特徵是上述材料為金屬、化學品、蟲或微生物或其組合。
43.一種使用權利要求14、16或19的組合物殺滅一材料的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的組合物接觸；以及(b)殺滅上述材料。
44.根據權利要求43所述的方法，其特徵是上述材料為細菌、真菌、原生質體、病毒、微生物或病原體或其組合。
45.一種使用權利要求14、16或19的組合物去除一材料毒性的方法，包括(a)讓上述材料與高效量的組合物接觸；以及(b)去除上述有毒材料，將有毒氣體和/或含有毒化學物質的氣體轉化成無毒形式。
46.根據權利要求45所述的方法，其特徵是上述材料為一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、碳氫化合物、菸草焦油、尼古丁或有毒氣體或其組合。
47.根據權利要求35、36、41或42所述的方法，其特徵是上述去除包括對化學物質，如苯酚、三滷甲烷、多氯化聯(二)苯、諸如汙染性化學物質的揮發性有機化合物和半揮發性有機化合物的螯合。
48.根據權利要求35、36、41或42所述的方法，其特徵是上述去除包括去除和/或吸附和/或螯合諸如帶電分子的蛋白質或肽。
49.根據權利要求1、2、3、4或5所述的功能性過渡金屬矽酸鹽，其特徵是包括所需功能的可選功能性過渡金屬矽酸鹽是通過優化合成條件而獲得有功能的過渡金屬矽酸鹽，其可在例如催化劑、和沸石混合或摻雜的各種應用中使用。
50.根據權利要求14、16或19所述的包含固定在基質上的過渡金屬矽酸鹽的組合物，其特徵是包括所需功能的可選功能性過渡金屬矽酸鹽是通過優化合成條件而獲得有功能的過渡金屬矽酸鹽，其可在例如催化劑、和沸石混合或摻雜的各種應用中使用。
51.根據權利要求1所述的功能性過渡金屬矽酸鹽，其特徵是利用過渡金屬矽酸鹽進行防護應用包括將含有過渡金屬矽酸鹽的基質以清洗液和/或清潔劑和/或消毒劑和/或洗髮水和/或種皮處理等形式應用在易受感染和汙染的區域，來防止微生物和/或化學物質的汙染。
52.根據權利要求14、16或19所述的包含固定在基質上的過渡金屬矽酸鹽的組合物，其特徵是利用過渡金屬矽酸鹽進行防護應用包括將含有過渡金屬矽酸鹽的基質以清洗液和/或清潔劑和/或消毒劑和/或洗髮水和/或種皮處理等形式應用在易受感染和汙染區域，來防止微生物和/或化學物質的汙染。
53.根據權利要求19所述的包含固定在基質上的過渡金屬矽酸鹽的組合物，其特徵是含有功能性過渡金屬矽酸鹽的樹脂塗覆在石英砂上獲得的固定功能性過渡金屬矽酸鹽因其材料的耐熱性，可作為淨化劑和消毒劑在高溫區使用。
全文摘要
本發明提供一種可作為高效淨化劑、消毒劑、去毒劑、殺蟲劑、殺菌劑或其組合的功能性過渡金屬矽酸鹽(FTMS)，包括用於上述功效的過渡金屬矽酸鹽中一預定範圍內的過渡金屬與矽酸根比例和結構組成，上述功能性過渡金屬矽酸鹽能固定在適當的材料上或者與樹脂混合和/或與樹脂混合塗覆在適當材料上。
文檔編號B01J39/02GK1839099SQ03827106
公開日2006年9月27日 申請日期2003年5月15日 優先權日2003年5月15日
發明者燕達柏裡·杜爾迦·普拉薩德 申請人:卡奴母魯·拉烏·拉居