一種較高AgO含量的AgO<sub>x</sub>多功能薄膜製備方法
2023-04-24 02:07:16
專利名稱：一種較高AgO含量的AgOx多功能薄膜製備方法
技術領域：
本發明涉及一種含有較高AgO含量的AgOx複合多功能薄膜製備技術，屬於新材料領域。 背景領域
Ag及其氧化物具有優異的廣譜抗菌性能，在Ag的氧化物中，銀離子的價態不同，其抗 菌效能有很大的差別，Ag^的抗菌能力為Ag+的幾十甚至上百倍，且殺菌速度也更快。銀離 子的抗菌效能順序為Ag3+>Ag2+>Ag+， AgO中的銀主要以一價和三價銀形式出現，AgO也 可以寫為Ag+A^+02，因此其抗菌效能相比一價銀或者單質銀更強。目前應用的銀系抗菌劑 多以一價或者單質銀為主，且大多數的無機抗菌劑均以粉體的形式出現，粉體抗菌劑通過添 加進入到產品或者用品中提供抗菌能力，但其應用有局限性，如在某些液體場所的抗菌應用 時，殺完菌後，需要將這些粉體材料再次分離出來，具體實施難度很大。而薄膜形式的抗菌 材料就可以克服這些缺點，很好地勝任在液體場所的抗菌應用。由於本發明的AgO、薄膜中 有較多的高價銀離子的存在，提供的抗菌效能更強，應用效果也更好，可以廣泛應用在遊泳 池、魚缸、油料儲備罐等液體中需要抗菌處理的場合。另外，本發明製備的較高AgO含量 AgOx薄膜除具有優異的抗菌效能外，還具有光選擇性透過性能。在紫外可見透過光譜中，較 高AgO含量的AgOx薄膜分別在300nm和980nm出現明顯的透過峰。這些特性在光選擇性 透過應用如光屏蔽、光開關、光探測器、光熱轉換等領域具有潛在的應用前景。
目前製備AgC^薄膜常用的方法有反應濺射法、熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、陽極氧化法等。 這些方法製備的薄膜的主要成分是Ag和Ag20，且其設備工藝也較複雜，不易實現。本發明 採用化學沉積法，相比其他方法，所需設備和工藝流程簡單，容易實現；其顯著的特點是通 過調整配方和控制工藝參數，可以在薄膜中獲得較高含量的AgO。這樣就可以降低製備成本， 促進AgOx薄膜在液體抗菌和光選擇性透過等領域的推廣應用。
本發明的目的在於提供一種具有較高AgO含量的AgOx薄膜的製備技術。
發明內容
本發明採用化學沉積法製備具有較高AgO含量的AgOx薄膜。本發明是通過如下的技術
方案實現的將硝酸銀溶解在去離子水中配置成一定濃度的硝酸銀溶液，然後向溶液中滴加
二乙醇胺，二乙醇胺與硝酸銀髮生反應生成AgOH沉澱，隨著過量TEA的'滴加，'li成 [Ag(TEA)2]+絡合物，使溶液變清，當再次滴加TEA時，絡合物發生分解反應生成AgO、 Ag 和Ag20沉積到基底材料上。在本發明中，通過控制兩次加入TEA的量製備出合適的薄膜沉 積溶液，然後將預先洗乾淨並進行了表面預處理的待沉積基材放入溶液中，控制好溫度，一 定時間後含有較高AgO含量的AgOx薄膜就沉積在基材上。然後將沉積有AgOx薄膜的樣品 取出，用去離子水反覆衝洗乾淨，最後放入烘箱中於一定溫度下乾燥即可。在整個處理過程 中注意溫度不能太高，否則容易導致AgO發生分解反應。基材的預處理主要是為了提高薄膜 在基材上附著力，對於聚酯片，其典型處理工藝為..先用丙酮浸泡，晾乾後再用0.03%鉻酸 煮50分鐘。
本發明製備的AgOx薄膜，經過我們的試驗證實，AgOx薄膜成份是由Ag、 Ag20和AgO 組成，通過配方和工藝參數調整可以控制薄膜中AgO含量範圍在5wt.% 54wt.%，薄膜厚度20nm 500nm。薄膜中由於高價銀的存在，相比普通的一價銀銀單質的抗菌能力，其抗菌效 能明顯提高，且抗菌譜廣，抗菌能力持久。另外，本發明製備的AgOx薄膜還具有光選擇性 透過性能，在紫外可見透過光譜中，含AgO的AgOx薄膜分別在300nm和980nm出現明顯 的透射峰。
圖1是製備的AgOx薄膜的XRD圖譜。
圖2是製備的AgCX薄膜的紫外可見光波段的光透過率圖譜。
具體實施方式
實施例1
採用去離子水在燒杯中配置濃度為0.8mol/L的AgN03溶液15ml，並將燒杯放置到恆定 溫度3CTC的水浴中，然後滴加TEA到溶液中，邊滴加邊攪拌，直至溶液變清時停止滴加TEA， 隨後加入去離子水至溶液體積為100ml，繼續攪拌10分鐘。然後再次滴加一定量的TEA，滴 加的TEA量為第一次的2.5倍左右，邊滴邊攪拌，滴加完畢後停止攪拌，製備完成了沉積溶 液。然後將待沉積的聚酯基片(己經預處理)放入溶液中，沉積30分鐘後取出，並用去離子 水反覆清洗乾淨，然後放入烘箱中於3(TC下烘乾。
實施例2
採用去離子水在燒杯中配置濃度為1.2md/L的AgN03溶液40ml，並將燒杯放置到恆定 溫度5(TC的水浴中，然後滴加TEA到溶液中，邊滴加邊攪拌，直至溶液變清時停止滴加TEA， 隨後加入去離子水至溶液體積為800ml，繼續攪拌15分鐘。然後再次滴加一定量的TEA，滴 加的TEA量為第一次的3倍左右，邊滴邊攪拌，滴加完畢後停止攪拌，製備完成了沉積溶液。 然後將待沉積的聚酯基片(己經預處理)放入溶液中，沉積50分鐘後取出，並用去離子水反 復清洗乾淨，然後放入烘箱中於50'C下烘乾。
該AgOx薄膜對於滋生在遊泳池、油料儲備罐中等的格蘭氏陰性菌、格蘭氏陽性菌以及真 菌等具有優異的殺滅、抑制能力，同時還不需要對液體進行過濾處理。
為確定本發明製備的AgOx薄膜的相組成，對薄膜進行了XRD譜分析，見圖l。由圖l 可知，製備的薄膜主要由Ag20、 Ag和AgO組成。為確定本發明製備的AgOx薄膜的光學性 能，採用紫外可見分光光度儀測試該薄膜的紫外可見光波段的光學透過性能，見圖2。由圖2 可知，該薄膜分別在300nm和980nm附近出現明顯的光透過峰，具有波長選擇性透過能力。
本發明具有如下優點和積極效果
該方法製備Ag(X薄膜製備工藝簡單，容易實現，且製備的AgOx複合薄膜中AgO含量較 高，AgO含量範圍5wt.% 54wt.%。高AgO含量的AgOx薄膜具有抗菌效能優異和光選擇 性透過等多功能特性，可以大大拓展其應用領域。
權利要求
1.一種具有廣譜高效抗菌及選擇性光通過功能特性的AgOx薄膜的製備技術，其特徵在於在液相中處理時的溫度維持20℃～60℃中的某一值，配置一定濃度的硝酸銀溶液，將三乙醇胺(TEA)滴加到溶液中，同時不斷攪拌，直到溶液變清時，停止滴加TEA，這個時候的TEA添加量(該添加量是指質量、體積或者摩爾量的任意一種，下同)定義為第一次TEA添加量，表示為MTEA-1，加入去離子水將溶液體積稀釋到5～80倍，然後繼續攪拌10～30分鐘，隨後邊攪拌邊滴加一定量的TEA，此時的TEA添加量定義為第二次TEA添加量，表示為MTEA-2，滴加完畢後停止攪拌，將已經進行表面預處理的基材放入溶液中，沉積一段時間後取出，並用去離子水衝洗乾淨，然後在20℃～100℃之間的某一溫度下乾燥即可。
2. 根據權利要求1所述的AgOx薄膜的製備配方，其特徵在於反應物為硝酸銀和三乙醇胺， 硝酸銀溶液的初始濃度為0.1mol/L 1.5mol/L。
3. 根據權利要求1所述的AgCV薄膜的製備配方，其特徵在於第一次TEA的添加量為剛 好使溶液變清，第二次TEA的添加量與第一次TEA添加量的比值(Mtea-2/Mtea.,)範圍 為1.0 6.0。
4. 根據權利要求l所述的AgOx薄膜的製備工藝參數，其特徵在於在液相中處理時的溫度3(TC5(TC為最佳，薄膜沉積時間為20 60分鐘，薄膜乾燥溫度3(TC 6(TC為最佳。
全文摘要
本發明在於提供一種具有較高AgO含量的AgOx薄膜的製備技術，採用化學沉積法實現。反應物採用硝酸銀和三乙醇胺，通過調整反應液中的銀離子濃度和前後兩次的三乙醇胺滴加量以及相應的工藝參數來控制薄膜中AgO含量，製備的AgOx薄膜中AgO含量最高可達到54wt.％。該方法製備工藝流程簡單，不需要苛刻的反應設備和條件，且容易實現較高AgO含量的AgOx薄膜製備，對於較高AgO含量的AgOx薄膜在液體抗菌領域應用，在生物醫藥領域的應用以及在光選擇性透過等領域的推廣應用有明顯促進作用。
文檔編號C23C18/16GK101608303SQ200910059979
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月14日 優先權日2009年7月14日
發明者尹海順, 健 毛, 塗銘旌 申請人:四川大學