以人为本 服务至上 科学管理 勤政高效

生态环境研究中心贺泓课题组研发成功室温高效灭活空气中微生物的催化材料与技术

  
  新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是本世纪人类历史最严重的卫生危机。口罩及专业的空气过滤器、防护服等防护设备可有效阻隔新冠病毒的传播,但是新冠病毒在无纺布上可存活长达7天(常温下),而口罩、空气过滤器及防护用品绝大部分均为无纺布制品,这给人类有效阻隔新冠病毒的传播带来了极大的困难和挑战。

  早在2004年非典(SARS)期间,我中心贺泓课题组就曾研发出的系列催化材料可以在5 min内完全杀灭材料表面接触的SARS冠状病毒、细菌、真菌等病源微生物(Catal. Commun., 2004, 5, 170.),其机理是通过活化空气中的氧分子所产生的活性氧物种(ROS)室温灭活微生物并最终矿化。相关工作发表于Environ. Sci. Technol. (2008, 42, 1699)、Catal. Commun.(2004, 5, 170)、Langmuir (2007, 23,11197)、J. Inorg. Biochem. (2007, 101, 817; 2008, 102, 1736; 2014, 135, 45)、J. Appl. Microbiol. (2014, 116,1106)、J. Environ. Sci. (2016, 41,112)、催化学报(2005, 26, 1122;2008, 29, 215)、环境工程学报(2020, 14, 1710)等杂志,获授权发明专利3项(ZL03136173.0, ZL201310047608.5, ZL201310415519.1)。

  本次新冠病毒肆虐全球之际,贺泓院士迅速带领中心相关人员及合作企业进行集中攻关,通过优化工艺实现在无纺布纤维表面担载杀菌材料,有效解决了抗菌材料容易脱落造成潜在危害及防护效果局部缺失、不持久的问题。合作企业委托山东疾控中心对上述ANTI-CoV抗菌灭活无纺布进行新冠病毒灭活检测,细胞实验和荧光定量PCR检测结果证明该无纺布在常温下有明显的直接吸附去除新冠病毒的作用。该抗菌灭活无纺布对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的18h抗菌率优于99.99%,使用该无纺布制成的滤网对30 m3测试舱空气中噬菌体病毒单位小时去除率优于99.99%。目前,该抗菌灭活无纺布材料在合作企业已量产,可用于各类空气过滤装置(含口罩)及无纺防护用品,初步应用于中央空调、新风系统、分体空调等场所,实现对密闭空间细菌病毒的高效过滤和杀灭,为控制疫情传播发挥积极作用。

  贺泓课题组通过与中国家用电器研究院以及相关企业合作开发了新型空气净化设备,采用H13等级HEPA滤网,实现对微生物99.9%的拦截,利用紫外线和(或)臭氧实现对过滤下来的微生物高效杀灭,末端采用自主知识产权的室温高效催化剂分解残留臭氧,避免二次污染。依据GB 21551.3-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能空气净化器的特殊要求》《消毒技术规范》(2002 版)等标准对设备效果进行检测,结果显示基于过滤、紫外光和臭氧耦合技术的空气净化设备对30m3测试舱空气中噬菌体病毒和H1N1流感病毒的单位小时去除率优于99.99%。该复合消杀技术在助力打赢新冠病毒疫情防控狙击战的同时,也为今后室内空气病原体消杀设备的研发与推广应用提供了技术支持。

  以上工作得到了科技部、中国工程院和国家自然科学基金委项目的大力支持。

分享到 :