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一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法與流程

2024-04-15 06:21:05



1.本發明涉及複合陶瓷材料技術領域,具體涉及一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法。


背景技術:

2.隨著社會的發展,人們對自身的生活品質要求的提高和越來越重視健康問題。而細菌非常容易誘發人類產生疾病、室內甲醛有害氣體的吸入會直接導致慢性致癌從而人們產生健康問題。如何既能有效的消除細菌和同時又能吸收甲醛等有毒有害氣體,是陶瓷領域亟待解決的主要問題之一。
3.由於羥基載銀磷灰石粉體具有較好的抗菌效果,抗菌機理是細菌細胞膜帶有負電荷,細菌一旦接近銀離子,靜電力就會把細菌吸引過來,緊密的結合在一起,此時銀離子會穿過細菌的細胞膜,進入細菌內部與蛋白質的疏基發生反應,破壞蛋白質的活性。而細菌體內大部分的蛋白質都是酶,細菌進行的大部分活動都有酶的參與。所以銀離子與蛋白質結合,破壞了細菌的運輸系統、呼吸系統,從而消滅細菌。而mofs是由有機配體與金屬離子組裝形成一種微孔分子材料。mofs可以通過合適的金屬鹽與具有獨特形狀的有機配體形成特殊結構孔道,並對有機配體進行改性,引入對甲醛親和力的基團,以增強對甲醛的吸附力,因此對空氣中的甲醛具有較高的選擇吸附性,從而能快速的對甲醛吸附。
4.通過將羥基載銀磷灰石粉體與陶瓷原料複合製備出一種多孔抗菌陶瓷,再利用羧甲基纖維素結合劑將mofs錨定在多孔陶瓷內,從而製備一種既能抗菌又能吸附室內甲醛的多孔陶瓷成為一種新的可能,但這一方案存在兩種材料結合方式不夠穩固,甲醛吸附功能被削減或是除菌功能被削減甚至是甲醛吸附功能和除菌功能同時被削減等問題;需要不斷調整兩者原料組成配比及製備方法,實現陶瓷的甲醛吸附功能和除菌功能的雙重疊加成為尚待解決的技術問題。


技術實現要素:

5.針對現有技術的不足,本發明的目的是提供一種工藝簡單、甲醛吸附功能及除菌功能均不會被削減、甲醛吸附功能和除菌功能雙重疊加、裝飾效果好的吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法。
6.為了實現上述目的,本發明採用的技術方案如下:一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法,包括以下步驟:(1)羥基載銀磷灰石粉體的製備:利用四水硝酸鈣、硝酸銀、磷酸氫二銨和氨水製成羥基載銀磷灰石粉體;(2)多孔抗菌陶瓷的製備:2.1)將步驟1.2)製備得到的所述羥基載銀磷灰石粉體加入陶瓷原料中,並加水球磨,過80目篩網,烘乾,得到羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料;2.2)在羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料中加水,球磨,過30目篩網,製成抗菌粉
體;將抗菌粉體放入模具中,用液壓制樣機壓製成型,得到坯體;將壓制好的坯體烘乾,得到烘乾的坯體;2.3)將烘乾的坯體放入梯度爐燒製成型,冷卻,即得所述多孔抗菌陶瓷;(3)吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備:3.1)在反應容器中加入cr(no3)3·
9h2o,再加入超純水,攪拌均勻,得到溶液c;在溶液c中加入對苯二甲酸,密封攪拌,於攪拌後期加入hf,得到反應液;3.2)將所述反應液移至真空烘箱程序升降溫乾燥,得到乾燥產物;將乾燥產物轉移到離心管,超聲分散,再活化;活化完成後,在真空乾燥,即得吸附甲醛mofs(mil-101);3.3)將所述mofs(mil-101)和羧甲基纖維素溶解於水中,攪拌超聲,製成溶液d;3.4)再將步驟2.3)製備得到的多孔抗菌陶瓷浸泡在溶液d內,浸泡完成後,放入真空烘箱乾燥,即得所述吸附甲醛抗菌多孔陶瓷。
7.進一步地,所述步驟(1)中羥基載銀磷灰石粉體的製備:1.1)將磷酸氫二銨加入去離子水中,利用氨水調節ph為10,製成溶液a;攪拌加熱溶液a至88~92℃;1.2)將agno3和ca(no3)2.4h2o加入去離子水中,攪拌均勻,製備成溶液b;再將溶液b緩慢倒入步驟1.1)的溶液a中,不斷加入氨水調節ph為10;反應完成後,停止加熱攪拌,並密封靜置,得到羥基載銀磷灰石初成品;1.3)用去離子水清洗乾淨步驟1.2)中製備得到的羥基載銀磷灰石初成品,真空乾燥,即得所述羥基載銀磷灰石粉體。
8.進一步地,所述步驟1.2)中銀離子和鈣離子摩爾比滿足:ag
+
/(ag
+
+ca
2+
)=3%~15%。
9.進一步地,所述步驟1.2)中反應時間控制在1.8~2.2h,攪拌速度控制在430~470r/min。
10.進一步地,所述步驟2.1)中羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料按重量百分比計,包括:羥基載銀磷灰石粉體:5~25%、聚甲基丙烯酸甲酯:18%、混合粉料:53~73%;所述混合粉料由塘步泥、膨潤土、藤縣石粉按照任意比例混合而成。
11.進一步地,所述步驟2.2)中在羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料中加水,球磨,過30目篩網,製成抗菌粉體;將抗菌粉體放入模具中,用液壓制樣機於18~20mpa條件下壓製成型,得到坯體;將壓制好的坯體於130~150℃條件下烘乾,得到烘乾的坯體。
12.進一步地,所述步驟2.3)中將烘乾的坯體放入梯度爐中,以8~13℃/min的升溫速率升至1050~1100℃;恆溫保持15min,冷卻,即得所述多孔抗菌陶瓷。
13.進一步地,所述步驟3.1)中每克cr(no3)3·
9h2o中,超純水的加入量為9.5~10.5 ml,對苯二甲酸的加入量為0.40~0.42 g,hf的加入量為44~45μl。
14.進一步地,所述步驟3.2)中真空烘箱程序升降溫乾燥工藝為:升溫-保溫-降溫;其中,升溫階段:30~220℃,升溫速率為2℃/min;保溫階段:220~220℃,保溫8h;降溫階段:220℃~150℃,降溫時間持續70min;150~30℃,降溫時間持續12h;乾燥產物的活化方式為:1)加入dmf,80℃水浴3h,重複3~7次;2)加入無水乙醇,70℃水浴3h,重複3~7次。
15.進一步地,所述步驟3.4)中再將步驟2.3)製備得到的多孔抗菌陶瓷浸泡在溶液d內,浸泡溫度為70℃,浸泡時間在3.8~4.2 h,放入真空烘箱中,於105℃~115℃條件下幹
燥,即得所述吸附甲醛抗菌多孔陶瓷。
16.本發明一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法,採用了分步合成與錨定法製備了該陶瓷材料,首先通過水熱法合成羥基載銀磷灰石,再把羥基載銀磷灰石與陶瓷原料複合,通過常壓燒結法製備出抗菌多孔陶瓷。在通過水熱法合成mofs(mil-101),最終通過結合劑將mofs(mil-101)錨定在多孔陶瓷上,最終製備出抗菌吸附甲醛多孔陶瓷,甲醛吸附功能及除菌功能均不會被削減,甲醛吸附功能和除菌功能雙重疊加,性能穩定,實現抗菌和吸附甲醛的雙重功能,本發明吸附甲醛抗菌多孔陶瓷產品可應用在陶瓷抗菌和吸附甲醛領域,使用該吸附甲醛抗菌多孔陶瓷產品吸附甲醛,甲醛吸附量能達到80mg/g以上,抗菌率能達到98%以上。
17.本發明一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法,與現有技術相比,本發明優勢之處在於:(1)本發明利用水熱法、機械球磨法、常壓燒結法製備的抗菌和吸附甲醛陶瓷,不僅能有效的抗菌同時也能吸附甲醛,實現了雙功能效應;(2)本發明所製備的抗菌和吸附甲醛陶瓷各材料間的結合方式穩固,具有良好的熱穩定性、貯存穩定性,同時也具備一定的自身強度;(3)本發明所製備的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷不僅抗菌效果好,並且具有一定的持久性;(4)本發明利用pmma作為造孔劑,製備的孔道尺寸均勻,且氣孔率具有可控性,可根據不同需求調節氣孔率;(5)本發明利用羥基載銀磷灰石粉體製備抗菌陶瓷,作為抗菌的主要材料具有可調控性,能夠根據不同地方的需求選擇加入適量羥基載銀磷灰石粉體;(6)本發明製備的多孔陶瓷工藝成熟,將mofs吸附甲醛應用到陶瓷領域具有一定的創新性。
18.本發明一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法,優化了羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料組成配比,相較於直接將羥基載銀磷灰石粉體加入陶瓷原料,優化之後的羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料的穩定性更高,羥基載銀磷灰石粉體不會脫落,各材料間的結合方式更穩固,除菌效果更佳;對乾燥產物進行充分活化,吸附甲醛mofs(mil-101)的甲醛吸附功能更強,從而有效提升吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的甲醛吸附功能。
附圖說明
19.圖1為本發明製備得到的吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的電鏡掃描圖;圖2為本發明製備得到的吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的甲醛吸附曲線圖;圖3為不同羥基載銀磷灰石粉體的抗菌曲線圖。
具體實施方式
20.下面的實施例可以幫助本領域的技術人員更全面地理解本發明,但不可以以任何方式限制本發明。
21.本發明一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法,羥基載銀磷灰石粉體複合陶瓷原料中的塘步泥產地在廣西壯族自治區梧州市藤縣塘步鎮,具體是指該地產出的黏土;所用
藤縣石粉產地在廣西壯族自治區梧州市藤縣。
22.下面進一步例舉實施例以詳細說明本發明。應理解,以下實施例只用於對本發明進行進一步說明,不能理解為對本發明保護範圍的限制,本領域的技術人員根據本發明的上述內容作出的一些非本質的改進和調整均屬於本發明的保護範圍。下述示例具體的工藝參數等也僅是合適範圍中的一個示例,即本領域技術人員可以通過本文的說明做合適的範圍內選擇,而並非要限定於下文示例的具體數值。
23.實施例1一種抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的製備方法,包括如下步驟:(1)選取四水硝酸鈣、硝酸銀、磷酸氫二銨、濃氨水、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀等原料。將13.2g磷酸氫二銨加入到200ml去離子水中,並利用氨水調節ph為10,製成溶液a,將0.85g的agno3和38.21g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去離子水中,製備成溶液b。用400r/min磁力加熱攪拌器將溶液a攪拌加熱到90℃,在將溶液b緩慢倒入溶液a中,不斷的加入氨水調節ph為10。隨後停止加熱攪拌,將其用保鮮膜密封常溫冷卻靜置時間是24h。把生成羥基載銀磷灰石用去離子水清洗乾淨為止,最後將其放入100℃真空烘箱乾燥24h,得到羥基載銀磷灰石粉體。
24.(2)把(1)製備的羥基載銀磷灰石粉體稱取5g與聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥15.4g、膨潤土15.4g、藤縣石粉46.2g原料和50ml的去離子水倒入球磨罐,球磨30min。過80目篩網,放入普通烘箱烘5h。烘乾後,將塊狀坯體材料加入9%去離子水用手研磨,過30目篩網。製備成的粉體,放入模具,用電動液壓制樣機壓製成型,將壓制好的坯體放入普通烘箱烘3h,烘乾後把坯體放入梯度爐燒製成型,升溫速率:8℃/min,恆溫過程:置於1050℃保持15min。冷卻則得到多孔抗菌陶瓷。
25.(3)向燒杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然後加入40ml的超純水,攪拌10-20min待其完全溶解為溶液c;稱量1.646g對苯二甲酸,加入到溶液c後,蓋好保鮮膜,磁力攪拌30min,在攪拌後期加入一定178ul hf;將上述溶液移至反應釜中,用8ml的超純水衝洗燒杯,轉移反應底物到反應釜,放入真空烘箱程序升降溫乾燥,使用真空烘箱升溫過程為:升溫階段:30-220℃ (2℃/min) 。保溫階段:220-220℃(8h),降溫階段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h(具體是指先按照1℃/min的速率降溫至30℃,再以30℃溫度條件保溫,整個過程持續12h)。轉移到離心管超聲30min。乾燥完成後,從反應釜中轉移到離心管,超聲30min,然後進行活化:活化方式為:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),3次;(2)每次加入60ml無水乙醇,70℃水浴(3h),3次。然後150℃真空乾燥。活化完成後,在一定溫度下真空乾燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
26.將(3)製備的mofs(mil-101)稱取1.2g和6g羧甲基纖維素溶解於一定30ml的dmf中,攪拌10min,超聲20min,再將(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil
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101)粘合劑內,在70℃內浸泡4h,浸泡完成後,放入110℃烘箱乾燥8h,乾燥完成後,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
27.實施例2一種抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的製備方法,包括如下步驟:(1)選取四水硝酸鈣、硝酸銀、磷酸氫二銨、濃氨水、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀等原料。將13.2g磷酸氫二銨加入到200ml去離子水中,並利用氨水調節ph為10,製成溶液
a,將1.7g的agno3和37.03g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去離子水中,製備成溶液b。用400r/min磁力加熱攪拌器將溶液a攪拌加熱到90℃,在將溶液b緩慢倒入溶液a中,不斷的加入氨水調節ph為10。隨後停止加熱攪拌,將其用保鮮膜密封常溫冷卻靜置時間是24h。把生成羥基載銀磷灰石用去離子水清洗乾淨為止,最後將其放入100℃真空烘箱乾燥24h,得到羥基載銀磷灰石粉體。
28.(2)把(1)製備的羥基載銀磷灰石粉體稱取10g與聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥14.4g、膨潤土14.4g、藤縣石粉43.2g原料和50ml的去離子水倒入球磨罐,球磨40min。過80目篩網,放入普通烘箱烘5h。烘乾後,將塊狀坯體材料加入9%去離子水用手研磨,過30目篩網。製備成的粉體,放入模具,用電動液壓制樣機壓製成型,將壓制好的坯體放入普通烘箱烘3h,烘乾後把坯體放入梯度爐燒製成型,升溫速率:9℃/min,恆溫過程:置於1060℃保持15min。冷卻則得到多孔抗菌陶瓷。
29.(3)向燒杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然後加入40ml的超純水,攪拌10-20min待其完全溶解為溶液c;稱量1.646g對苯二甲酸,加入到溶液c後,蓋好保鮮膜,磁力攪拌30min,在攪拌後期加入一定178ul hf;將上述溶液移至反應釜中,用8ml的超純水衝洗燒杯,轉移反應底物到反應釜,放入真空烘箱程序升降溫乾燥,使用真空烘箱升溫過程為:升溫階段:30-220℃ (2℃/min) 。保溫階段:220-220℃(8h),降溫階段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。轉移到離心管超聲30min。乾燥完成後,從反應釜中轉移到離心管,超聲30min,然後進行活化:活化方式為:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),4次;(2)每次加入60ml無水乙醇,70℃水浴(3h),4次。然後150℃真空乾燥。活化完成後,在一定溫度下真空乾燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
30.將(3)製備的mofs(mil-101)稱取1.4g和7g羧甲基纖維素溶解於一定30ml的dmf中,攪拌10min,超聲20min,再將(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合劑內,在70℃內浸泡4h,浸泡完成後,放入110℃烘箱乾燥8h,乾燥完成後,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
31.實施例3一種抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的製備方法,包括如下步驟:(1)選取四水硝酸鈣、硝酸銀、磷酸氫二銨、濃氨水、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀等原料。將13.2g磷酸氫二銨加入到200ml去離子水中,並利用氨水調節ph為10,製成溶液a,將2.55g的agno3和35.85g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去離子水中,製備成溶液b。用400r/min磁力加熱攪拌器將溶液a攪拌加熱到90℃,在將溶液b緩慢倒入溶液a中,不斷的加入氨水調節ph為10。隨後停止加熱攪拌,將其用保鮮膜密封常溫冷卻靜置時間是24h。把生成羥基載銀磷灰石用去離子水清洗乾淨為止,最後將其放入100℃真空烘箱乾燥24h,得到羥基載銀磷灰石粉體。
32.(2)把(1)製備的羥基載銀磷灰石粉體稱取15g與聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥13.4g、膨潤土13.4g、藤縣石粉40.2g原料和50ml的去離子水倒入球磨罐,球磨50min。過80目篩網,放入普通烘箱烘5h。烘乾後,將塊狀坯體材料加入9%去離子水用手研磨,過30目篩網。製備成的粉體,放入模具,用電動液壓制樣機壓製成型,將壓制好的坯體放入普通烘箱烘3h,烘乾後把坯體放入梯度爐燒製成型,升溫速率:10℃/min,恆溫過程:置於1070℃保持15min。冷卻則得到多孔抗菌陶瓷。
33.(3)向燒杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然後加入40ml的超純水,攪拌10-20min待其完全溶解為溶液c;稱量1.646g對苯二甲酸,加入到溶液c後,蓋好保鮮膜,磁力攪拌30min,在攪拌後期加入一定178ul hf;將上述溶液移至反應釜中,用8ml的超純水衝洗燒杯,轉移反應底物到反應釜,放入真空烘箱程序升降溫乾燥,使用真空烘箱升溫過程為:升溫階段:30-220℃ (2℃/min) 。保溫階段:220-220℃(8h),降溫階段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。轉移到離心管超聲30min。乾燥完成後,從反應釜中轉移到離心管,超聲30min,然後進行活化:活化方式為:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),5次;(2)每次加入60ml無水乙醇,70℃水浴(3h),5次。然後150℃真空乾燥。活化完成後,在一定溫度下真空乾燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
34.將(3)製備的mofs(mil-101)稱取1.6g和8g羧甲基纖維素溶解於一定30ml的dmf中,攪拌10min,超聲20min,再將(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合劑內,在70℃內浸泡4h,浸泡完成後,放入110℃烘箱乾燥8h,乾燥完成後,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
35.實施例4一種抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的製備方法,包括如下步驟:(1)選取四水硝酸鈣、硝酸銀、磷酸氫二銨、濃氨水、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀等原料。將13.2g磷酸氫二銨加入到200ml去離子水中,並利用氨水調節ph為10,製成溶液a,將3.40g的agno3和34.67g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去離子水中,製備成溶液b。用400r/min磁力加熱攪拌器將溶液a攪拌加熱到90℃,在將溶液b緩慢倒入溶液a中,不斷的加入氨水調節ph為10。隨後停止加熱攪拌,將其用保鮮膜密封常溫冷卻靜置時間是24h。把生成羥基載銀磷灰石用去離子水清洗乾淨為止,最後將其放入100℃真空烘箱乾燥24h,得到羥基載銀磷灰石粉體。
36.(2)把(1)製備的羥基載銀磷灰石粉體稱取20g與聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥12.4g、膨潤土12.4g、藤縣石粉37.2g原料和50ml的去離子水倒入球磨罐,球磨60min。過80目篩網,放入普通烘箱烘5h。烘乾後,將塊狀坯體材料加入9%去離子水用手研磨,過30目篩網。製備成的粉體,放入模具,用電動液壓制樣機壓製成型,將壓制好的坯體放入普通烘箱烘3h,烘乾後把坯體放入梯度爐燒製成型,升溫速率:11℃/min,恆溫過程:置於1085℃保持15min。冷卻則得到多孔抗菌陶瓷。
37.(3)向燒杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然後加入40ml的超純水,攪拌10-20min待其完全溶解為溶液c;稱量1.646g對苯二甲酸,加入到溶液c後,蓋好保鮮膜,磁力攪拌30min,在攪拌後期加入一定178ul hf;將上述溶液移至反應釜中,用8ml的超純水衝洗燒杯,轉移反應底物到反應釜,放入真空烘箱程序升降溫乾燥,使用真空烘箱升溫過程為:升溫階段:30-220℃ (2℃/min) 。保溫階段:220-220℃(8h),降溫階段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。轉移到離心管超聲30min。乾燥完成後,從反應釜中轉移到離心管,超聲30min,然後進行活化:活化方式為:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),6次;(2)每次加入60ml無水乙醇,70℃水浴(3h),6次。然後150℃真空乾燥。活化完成後,在一定溫度下真空乾燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
38.將(3)製備的mofs(mil-101)稱取1.8g和9g羧甲基纖維素溶解於一定30ml的dmf中,攪拌10min,超聲20min,再將(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合劑內,在70
℃內浸泡4h,浸泡完成後,放入110℃烘箱乾燥8h,乾燥完成後,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
39.實施例5一種抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的製備方法,包括如下步驟:(1)選取四水硝酸鈣、硝酸銀、磷酸氫二銨、濃氨水、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀等原料。將13.2g磷酸氫二銨加入到200ml去離子水中,並利用氨水調節ph為10,製成溶液a,將4.33g的agno3和34.10g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去離子水中,製備成溶液b。用400r/min磁力加熱攪拌器將溶液a攪拌加熱到90℃,在將溶液b緩慢倒入溶液a中,不斷的加入氨水調節ph為10。隨後停止加熱攪拌,將其用保鮮膜密封常溫冷卻靜置時間是24h。把生成羥基載銀磷灰石用去離子水清洗乾淨為止,最後將其放入100℃真空烘箱乾燥24h,得到羥基載銀磷灰石粉體。
40.(2)把(1)製備的羥基載銀磷灰石粉體稱取25g與聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥11.4g、膨潤土11.4g、藤縣石粉34.2g原料和50ml的去離子水倒入球磨罐,球磨70min。過80目篩網,放入普通烘箱烘5h。烘乾後,將塊狀坯體材料加入9%去離子水用手研磨,過30目篩網。製備成的粉體,放入模具,用電動液壓制樣機壓製成型,將壓制好的坯體放入普通烘箱烘3h,烘乾後把坯體放入梯度爐燒製成型,升溫速率:12℃/min,恆溫過程:置於1100℃保持15min。冷卻則得到多孔抗菌陶瓷。
41.(3)向燒杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然後加入40ml的超純水,攪拌10-20min待其完全溶解為溶液c;稱量1.646g對苯二甲酸,加入到溶液c後,蓋好保鮮膜,磁力攪拌30min,在攪拌後期加入一定178ul hf;將上述溶液移至反應釜中,用8ml的超純水衝洗燒杯,轉移反應底物到反應釜,放入真空烘箱程序升降溫乾燥,使用真空烘箱升溫過程為:升溫階段:30-220℃ (2℃/min) 。保溫階段:220-220℃(8h),降溫階段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。轉移到離心管超聲30min。乾燥完成後,從反應釜中轉移到離心管,超聲30min,然後進行活化:活化方式為:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),7次;(2)每次加入60ml無水乙醇,70℃水浴(3h),7次。然後150℃真空乾燥。活化完成後,在一定溫度下真空乾燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
42.將(3)製備的mofs(mil-101)稱取2.0g和10g羧甲基纖維素溶解於一定30ml的dmf中,攪拌10min,超聲20min,再將(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合劑內,在70℃內浸泡4h,浸泡完成後,放入110℃烘箱乾燥8h,乾燥完成後,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
43.對比例1與實施例3相比,區別點僅在於未對乾燥產物進行活化,涉及原料的組成配比及製備工藝均勻實施例3相同。
44.材料性能測試(一)抗菌吸附甲醛多孔陶瓷複合材料電鏡圖:採用日本hitachi s-3400n型低倍掃描電子顯微鏡對抗菌吸附甲醛多孔陶瓷原複合材料和本發明實施例1所製得的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷材料進行材料表面形貌的表徵,如圖1所示。圖1是燒完成的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷電鏡掃描圖,體現了材料的多孔結構。
45.(二)抗菌吸附甲醛多孔陶瓷複合材料甲醛吸附性能分析
對實施案例1、3、5製備的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷進行吸附量分析,其中抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的吸附條件為分別把製備好的案例1、3、5陶瓷材料放在稱量在稱量瓶中,將稱量瓶放在密閉玻璃裝置中,同時將甲醛溶液20ml初始質量濃度分別為800mg/l倒入密閉容器的底部,在內部放入小風扇進行氣體循環。在30℃下,吸附時間為33h,實驗結果如圖2所示,從圖2可以看出,3種陶瓷材料隨著時間變化,吸附量都在增大,在1000min後基本保持平衡,吸附量變化不大。說明3種材料在1000min都達到最佳的吸附效果。案例3的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷複合材料的甲醛吸附量達到94.9mg/g,明顯高於案例1、5;吸附效果比較好。
46.再對比實施例3及對比例1中抗菌吸附甲醛多孔陶瓷複合材料的甲醛吸附量,對比例1中抗菌吸附甲醛多孔陶瓷複合材料的甲醛吸附量僅達58.7mg/g,由此可知,對乾燥產物進行充分活化,吸附甲醛mofs(mil-101)的甲醛吸附功能更強,從而有效提升吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的甲醛吸附功能。
47.(三)抗菌吸附甲醛多孔陶瓷複合材料抗菌性能分析對實施案例1-5製備的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的抗菌性能進行分析。由圖3可以看出,隨著案例1-5的羥基載銀磷灰石粉體的含量變大,材料中所含銀離子載體隨之增多,對於大腸桿菌的抗菌性隨之增強,且案例3、4的抗菌效果較好。
48.從上述實施例的實驗結果可知,本發明一種吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的製備方法,採用了分步合成與錨定法製備了該陶瓷材料,首先通過水熱法合成羥基載銀磷灰石,再把羥基載銀磷灰石與陶瓷原料複合,通過常壓燒結法製備出抗菌多孔陶瓷。在通過水熱法合成mofs(mil-101),最終通過結合劑將mofs(mil-101)錨定在多孔陶瓷上,最終製備出抗菌吸附甲醛多孔陶瓷,甲醛吸附功能及除菌功能均不會被削減,甲醛吸附功能和除菌功能雙重疊加,性能穩定,實現抗菌和吸附甲醛的雙重功能,本發明吸附甲醛抗菌多孔陶瓷產品可應用在陶瓷抗菌和吸附甲醛領域,使用該吸附甲醛抗菌多孔陶瓷產品吸附甲醛,甲醛吸附量能達到80mg/g以上,抗菌率能達到98%以上。
49.本發明的上述實施例僅是為清楚地說明本發明所作的舉例,而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員而言,在上述說明的基礎上還可以作其他不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。

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