小分子類殺菌劑易殘留在水中造成水體的二次污染，且容易與水中的腐殖質發(fā)生反應，產(chǎn)生各種致癌物質和致突變的鹵化物，對人體危害極大。近年來出現(xiàn)了高分子殺菌劑，將抗菌基團共價結合在不溶性載體上，這不僅可以有效地避免二次污染，而且可以重復利用。由于抗菌基團集中在載體表面且濃度高，也使消毒時間縮短，因此高分子抗菌劑已成為目前水處理劑研究的熱點。目前共價型高分子抗菌劑的研究主要集中于季銨鹽、季磷鹽及吡啶鹽等。
對于殺菌機理的研究，目前認為小分子季銨鹽的殺菌作用過程可以分為6步：（1）吸附到菌體表面；（2）穿透細胞壁；（3）與細胞壁結合；（4）擾亂細胞膜組成；（5）胞內物質如鉀離子、DNA、RNA等的泄露；（6）菌體死亡。
高分子化后的季銨鹽型接觸消毒劑的殺菌機理目前尚不十分清楚，但一般認為，其作用過程也服從以上步驟。季銨鹽分子帶正電，經(jīng)高分子化后，相對分子量增大，電荷密度提高。由于微生物細胞表面帶負電，而且細胞膜內含有的磷脂以及一些膜蛋白水解也帶負電，因此，消毒劑相對分子量的增大有助于（1），（3），（4）步的進行。同時，由于相對分子量增大，分子變大，在擴散纏頭細胞壁時的阻力也增大，因此，（2）步受到阻抑。但就綜合效果而言，高分化的消毒劑比相同結構的小分子單體的抗菌性和穩(wěn)定性均有大幅度提高。
目前，對固化不溶性高分子殺菌劑材料的研究，清華大學、貴州大學等研究機構有以纖維束、硅膠、尼龍樹脂、強酸性陽離子樹脂等為載體進行表面接枝季銨鹽型高分子材料。
以硅膠為例，制備有機高分子季銨鹽類殺菌劑，分別以4-溴丁酰氯和氯丙基三甲基硅烷為活性劑，以A、B、C型柱層析硅膠和H型薄層層析硅膠為載體，在硅膠表面接枝聚乙烯亞胺制備水不溶性殺菌劑固定化有機高分子季銨鹽類殺菌劑，并檢驗新制備殺菌劑的殺菌性能，通過細菌和霉菌的抗菌實驗得出此類殺菌劑對細菌有高效的殺滅作用，對霉菌的殺菌效果略低，因此在實際應用中，對于含霉菌較多的循環(huán)水處理可適當延長殺菌時間。此類硅膠殺菌劑經(jīng)紅外觀普掃描，出現(xiàn)的特征峰證實硅膠表面已接枝了PET。采用掃描電鏡對硅膠和殺菌劑終產(chǎn)品進行觀察，看到硅膠的形狀非常規(guī)則，斷裂面非常齊整，顆粒大小較勻稱；經(jīng)過反應后其表面結構發(fā)生了非常明顯的變化，不僅大小不均，而且顏色深淺不一，這種變化只是發(fā)生在顆粒表面，這說明合成反應主要發(fā)生在硅膠顆粒的表面，新制備的殺菌劑屬于表面接枝型殺菌劑。
通過對工業(yè)循環(huán)水處理實驗的研究，所研制的固定化高分子殺菌劑對冷卻水具有較好的殺菌效果。
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