一種納米粒子載鋅複合抗菌材料及其製備方法
2023-05-08 13:10:51 2
專利名稱：一種納米粒子載鋅複合抗菌材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種抗菌材料及其製備方法，特別是一種無機質納米粒子載鋅複合抗菌材料及其製備方法的發明。
目前，人們所用抗菌材料一般是有機質和無機質兩種，有機抗菌材料大多用噴撒的方法處理在物體上，由於這種抗菌材料具有極強的揮發性，因此，具有時效短、揮發快、效果較差、不易和防菌物體融合在一起的弱點，對於長效滅菌的要求很難實現。
隨著科技的進步，越來越多的生產製造商，將抗菌材料直接用在產品的製造過程中，如將抗菌材料注入到纖維中，製造成抗菌服飾用品；用在注塑塑料中製造出具有抗菌功能的材料；在陶瓷工業中採用抗菌材料製造出具有抗菌功能的產品。上述這些領域中運用的抗菌材料，要求耐高溫，且不能揮發。因此，必須從另一種滅菌機理上進行材料設計。
背景技術：
中的納米載銀抗菌材料的發明對於解決上述不足具有進步意義，但是存在著製備複雜、化學性能不穩定、工藝參數難以控制、容易變色、價格昂貴和滅菌圈較小的缺陷，達不到設計的最佳使用效果。現將其不足和缺點歸納如下
1、納米載銀抗菌材料製備方法較複雜，是將含有銀離子(Ag+)的化學物質，用化學方法將銀離子設計在納米粒子表面或微孔內，並在不同溫度下進行操作，需要長時間在低溫下脫水，在高溫900℃時穩定。
2、納米載銀抗菌材料在接觸到有機物或高分子材料後會很快發生變色，由於抗菌材料的變色，引起製造產品的變色。這樣，一是汙染了產品的外觀，二是在使用中難以控制參數。
3、納米載銀抗菌材料，在液相分散時，由於分散液的PH值的變化，也會影響抗菌液的顏色變化。要想使該材料達到較好的效果，則必須添加化學穩定劑進行控制，這樣更增加了抗菌材料使用的難度。
4、納米載銀抗菌材料由於濃度的控制(銀離子含量)，因此，出現抑菌圈較小的現象。現將測試一組數據提供給出(用革蘭氏染色法測試，代表菌種陽性(G+)採用金黃葡萄球菌，陰性(G-)採用致病大腸桿菌。
(1)、抗菌劑在水中濃度為5％時，對金黃色葡萄球菌的滅菌圈(G+)為7mm，對致病大腸桿菌(G-)為6mm抑菌種。
(2)、抗菌材料在水中濃度為2.5％時，對金黃色葡萄球菌(G+)的抑菌圈為6mm，對致病大腸桿菌(G-)的抑菌圈為6mm。
(3)、抗菌材料在中的濃度為1.25％時，對金黃色葡萄球菌(G+)的抑菌圈為4mm，致病大腸桿菌(G-)的抑菌圈為5mm。
(4)、抗菌材料在水中的濃度為0.625％時，對金黃色葡萄球菌(G+)的抑菌圈為3mm，對致病大腸桿菌(G-)的抑菌圈為4mm。
(5)、抗菌材料在水中的濃度為0.315％時，對金黃色葡萄球菌(G+)抑菌圈為2mm，對致病大腸桿菌的抑菌圈為2.5mm。
5、納米載銀抗菌材料價格昂貴，一是製作工藝複雜增加了抗菌材料的成本，二是用於製備抗菌材料的含銀物質本身價格較高，這樣製得的抗菌材料綜合價格難以接受，因此不便於經濟操作。
本發明的目的在於提出一種納米粒子載鋅的複合抗菌材料及製備方法，用以解決背景技術中存在的製備工藝複雜、抗菌材料易變色、抑菌圈相對較小、價格昂貴的缺點和不足。
本發明的技術方案是這樣實現的，一種納米粒子載鋅複合抗菌材料其製造方法，其特徵在於採用納米量級的有機材料做為納米抗菌材料的載體，該材料表面含有大量的微孔。通過化學反應的方法及可控工藝將滅菌功能的金屬離子設計在納米粒子的微孔中。
本發明的技術方案還可以通過下列步驟進一步實施。前述納米載鋅抗菌材料及其製做方法，其特徵在於
一、原料選擇納米載鋅抗菌材料的載體採用多微孔結構的納米粒子如矽基氧化物(SiO2-x)、二氧化鈦(TiO2)等，含鋅物質可採用鹽類或鹼類含鋅物質，如硝酸鋅等。
二、配比(重量比)納米矽基氧化物(SiO2)和硝酸鋅(ZnNO3)及水(H2O)的比例為1∶1.1∶2.5。
三、工藝路線將硝酸鋅放入純水中製得硝酸鋅水溶液；在將矽基氧化物在超聲波的情況下加入硝酸鋅水溶液中，一邊加入一邊攪拌，待攪拌均勻，放置10—12小時後在190—280℃的溫度中烘乾，即得到抗菌材料。
本發明與背景技術比較所具有的優點和積極效果是由於採用上述技術方案製備納米載鋅複合抗菌材料，具有製做方法簡單，工藝路線明了，設計參數可靠，製造成本低廉的優點；所製得的抗菌材料具有很好的化學穩定性和極強的抑菌效果，特別是所顯示的抑菌圈較背景技術中的抗菌材料有明顯的增大。
以下提供一組檢測數據(是革蘭氏染色法測試，代表菌種陽性(G+)採用金黃色葡萄球菌，陰性(G-)採用致病大腸桿菌)。
1、納米載鋅抗菌材料在水中的濃度為5％時，對金黃色葡萄球菌(G+)的抑菌圈為20mm，對於致病大腸桿菌的抑菌圈為19.5mm。
2、納米載鋅抗菌材料在水中的濃度為2.5％時，對金黃色葡萄球菌(G+)抑菌圈為14mm，對於致病大腸桿菌的抑菌圈為15mm。
3、納米載鋅抗菌材料在水中的濃度為1.25％時，對金黃色葡萄球菌(G+)抑菌圈為13.4mm，對於致病大腸桿菌的抑菌圈為13mm。
4、納米載鋅抗菌材料在水中的濃度為0.625％時，對於金黃色葡萄球菌(G+)抑菌圈為9.1mm，對於致病大腸桿菌抑菌圈為9mm。
5、納米載鋅抗菌材料在水中的濃度為0.315％時，對於金黃色葡萄球菌(G+)抑菌圈為6mm，對於致病大腸桿菌抑菌圈為6mm。
下面用實施例對本發明做進一步闡述前述的抗菌材料及製備方法的發明，其特徵在於抗菌材料的載體選擇高比表面積納米矽基氧化物(SiO2)做為載體材料，粒徑為30nm，重量為100克；鋅鹽選擇硝酸鋅(ZnNO3)，重為110克；本實施例選擇純水為分散劑，重量250克。將硝酸鋅加入水中製得硝酸鋅水溶液，在常溫下將納米氧化矽加入硝酸鋅水溶液中用超聲波進行分散，並充分攪拌，將攪拌均勻的混合材料，常溫下放置12小時後，放入250℃的烤箱中烘烤40分鐘，即可得納米粒子載鋅複合抗菌材料。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例作的任何簡單的修改，等同變化與修飾均屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種納米載鋅複合抗菌材料及其製作方法，採用水解、沉澱、乾燥和粉碎工藝，其特徵在於用於製作抗菌材料的載體為無機材料，並且有多微孔結構的納米粒子；抑菌功能的材料選擇含有鋅離子的物質；分散液採用純水有機溶液，其中具有多微孔結構納米粒子載體材料與含有鋅離子物質及分散液的重量比為1∶1.1∶2.5。
2.根據權利要求所述前述一種納米載鋅複合抗菌材料的製作方法，其特徵在於將含有鋅離子的物質加入分散液水中，然後在常溫下用超聲波設備將納米粒子加入製備好的分散液中，並充分攪拌，將攪拌均勻的混合材料，常溫下放置10—12小時後，在190—280℃的溫度下進行烘乾。
3.根據權利要求1所述，一種納米載鋅複合抗菌材料其特徵在於載體材料選擇多微孔結構的納米粒子為矽基氧化物(SiO2-x)，所選擇含有鋅離子的物質為硝酸鋅(ZnNO3)，選用的分散液為純水(H2O)。
全文摘要
本發明涉及一種複合抗菌材料及其製備方法,特別是一種納米載鋅複合抗菌材料及其製作方法,其特徵在於:用化學方法將鋅離子設計在含有多微孔的納米粒子的表面孔內,使其具有抑菌功能,用該方案製得的抗菌材料工藝簡單、參數可控、所製得的抗菌材料成本低廉、抗菌效果明顯、使用方便、具有較強的廣譜滅菌功能,可廣泛應用於纖維、塗料、塑料、陶瓷、書紙、藥物及環保等方面的應用。
文檔編號A01N25/00GK1327739SQ01129308
公開日2001年12月26日 申請日期2001年6月11日 優先權日2001年6月11日
發明者陳罘杲 申請人:陳罘杲