一种纳米级Sc‑SSZ‑13/ZSM‑5改性分子筛及其应用的制作方法

文档序号:11563726阅读:310来源:国知局

本发明涉及一种纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛及其应用,属于杀菌消毒技术领域。



背景技术:
传统的抗菌防霉剂,如甲醛、重金属盐、苯酚、五氯酚钠等,由于对环境和人体有毒,已经禁止使用。目前,抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。天然抗菌剂主要有壳聚糖、天然萃取物等,品种不多,耐久性较差,应用受到限制。有机抗菌剂主要有异噻唑啉酮类、苯并异噻唑啉酮类、有机胺类等,它们的短期抗菌效果较明显,但耐久性和耐温变性较差,在紫外光照射下容易分解,从而限制了其在涂料尤其是在外墙涂料中的应用。无机抗菌剂主要是银系抗菌剂和具有光催化作用的物质。银系抗菌剂具有很好的抗菌效果和耐久性,但由于粒径问题及银离子抗菌剂的价格昂贵,因此,限制了它们的应用。我发明的纳米级抗菌防霉的y-ssz-13/sapo-34改性分子筛有效的改善了有机杀菌剂有毒的问题,将有毒的有机杀菌剂基于以特定模板剂的纳米分子筛定向合成技术,实现有机封装型纳米材料的原位封装合成。将具有抗菌功能的有机化合物,封装、镶嵌在纳米分子筛晶体内部,通过结构和静电平衡的制约制取高效、稳定抗菌活性涂料添加组分。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛及其应用,抗菌防霉效果很好。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种纳米级sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛的制备方法,包括以下步骤:

步骤1、首先将硅溶胶和异丙醇铝在氩气氛围下超声波震荡3h;

步骤2、将硅溶胶,异丙醇铝加入到去离子水中磁力搅拌油浴加热80℃3h;

步骤3、然后在经过微波,紫外处理2h;

步骤4、将吡咯烷,环氧乙烷有机模板剂在氩气氛围下超声波震荡3h,然后加入到上述溶液里;分三次加入,每次加入三分之一,每次加入后在磁力搅拌油浴加热80℃2h;

步骤5、将氢氧化钠溶液滴加到上述溶液里调节溶液ph8.0-9.0之间,每分钟35滴速度滴加磁力搅拌油浴加热800℃2h;

步骤6、将zsm-5分子筛先在氩气氛围下超声波震荡3h,然后加入到上述溶液里磁力搅拌油浴加热100℃2h;

步骤7、然后在室温下氮气氛围下老化48h;

步骤8、将上述溶液通过引流器倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中,然后将反应釜放入到微波反应器中以20kap/min的速度升压到440kpa,温度以25℃/min的速度升至375℃,在氖气氛围下晶化12h;

步骤9、然后在真空泵下过滤,在真空旋转蒸发器下除去水分,鼓风干燥箱110℃干燥,得到纳米级晶体ssz-13/zsm-5改性分子筛;

步骤10将硝酸钪在氩气氛围下超声波震荡3h,然后采用浸渍法将sc元素浸渍到纳米级ssz-13/zsm-5改性分子筛中,将硝酸钪溶于去离子水中,然后再将纳米级ssz-13/sapo-34改性分子筛加入到其中在磁力搅拌油浴加热100℃3h;

步骤11、然后在真空泵下过滤,在真空旋转蒸发器下除去水分,真空干燥箱110℃干燥,得到纳米级sc-ssz-13/zsm-5晶体内部孔道包裹具有杀菌作用的有机物的改性分子筛;

步骤12、将制得的纳米级sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛在制样机下制成20-40目。

有益效果:本发明纳米级抗菌防霉的级sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛抗菌防霉效果很好,本发明通过引入sc元素,改变分子筛的骨架,使分子筛孔道包裹住具有杀菌作用的模板剂。基于以特定模板剂的纳米分子筛定向合成技术,实现有机封装型纳米材料的原位封装合成。将具有抗菌功能的模板剂或有机化合物,封装、镶嵌在纳米分子筛晶体内部,通过结构和静电平衡的制约制取高效、稳定抗菌活性涂料添加组分。在制备过程中通过磁力搅拌,微波紫外处理,这些改性方法使制得的级sc-ssz-13/zsm-5分子筛内部结构稳定内部静电平衡。

具体实施方式

实施例1制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:1的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.02mol,3ml硅溶胶,10g异丙醇铝,0.005mol硝酸钪,10ml2mol/l的氢氧化钠溶液,10gzsm-5分子筛,300ml去离子水。

步骤1、首先将硅溶胶和异丙醇铝在氩气氛围下超声波震荡3h;

步骤2、将3ml硅溶胶,10g异丙醇铝加入到去离子水中磁力搅拌油浴加热80℃3h;

步骤3、然后在经过微波,紫外处理2h;

步骤4、将0.02mol吡咯烷,0.02mol环氧乙烷在氩气氛围下超声波震荡3h,然后加入到上述溶液里;分三次加入,每次加入三分之一,每次加入后在磁力搅拌油浴加热80℃2h;

步骤5、将2mol/l的氢氧化钠溶液滴加到上述溶液里调节溶液ph8.0-9.0之间,每分钟35滴速度滴加磁力搅拌油浴加热800℃2h;

步骤6、将10gzsm-5分子筛先在氩气氛围下超声波震荡3h,然后加入到上述溶液里磁力搅拌油浴加热100℃2h;

步骤7、然后在室温下氮气氛围下老化48h;

步骤8、将上述溶液通过引流器倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中,然后将反应釜放入到微波反应器中以20kap/min的速度升压到440kpa,温度以25℃/min的速度升至375℃,在氖气氛围下晶化12h;

步骤9、然后在真空泵下过滤,在真空旋转蒸发器下除去水分,鼓风干燥箱110℃干燥,得到纳米级晶体ssz-13/zsm-5改性分子筛;

步骤10将0.05mol硝酸钪在氩气氛围下超声波震荡3h,然后采用浸渍法将sc元素浸渍到纳米级ssz-13/zsm-5改性分子筛中,将硝酸钪溶于去离子水中,然后再将纳米级ssz-13/sapo-34改性分子筛加入到其中在磁力搅拌油浴加热100℃3h;

步骤11、然后在真空泵下过滤,在真空旋转蒸发器下除去水分,真空干燥箱110℃干燥,得到纳米级sc-ssz-13/zsm-5晶体内部孔道包裹具有杀菌作用的有机物的改性分子筛;

步骤12、将制得的纳米级sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛在制样机下制成20-40目。

实施例2制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:2的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.04mol。

其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例3制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:3的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.06mol。

其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例4制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:4的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.08mol。其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例5制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:5的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.10mol。

其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例6制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:6的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.12mol。

其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例7制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:7的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.14mol。

其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例8制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比2:1的样。环氧乙烷0.04mol,吡咯烷0.02mol。

其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例9制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比3:1的样。环氧乙烷0.06mol,吡咯烷0.02mol。其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例10制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比4:1的样。环氧乙烷0.08mol,吡咯烷0.02mol。其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例11制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比5:1的样。环氧乙烷0.10mol,吡咯烷0.02mol。其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例12制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比6:1的样。环氧乙烷0.12mol,吡咯烷0.02mol。其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

实施例13制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比7:1的样。环氧乙烷0.14mol,吡咯烷0.02mol。其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

对照例1制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:1的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.02mol。不在氩气下而是在空气气氛下超声波震荡,其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

对照例2制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:1的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.02mol。不用磁力搅拌,而是采用普通机械搅拌,其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

对照例3制备环氧乙烷,吡咯烷这两种有机物摩尔比1:1的样。环氧乙烷0.02mol,吡咯烷0.02mol。不经过微波紫外处理,其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

对照例4制备只加入环氧乙烷单一有机物的样。0.02mo环氧乙烷,其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

对照例5制备只加入单一吡咯烷有机模板剂的样。0.02mol吡咯烷,其他原料还有操作步骤跟实施例1一样。

抗菌实验测试

将霉菌放入霉菌试验箱里,然后放入我制备的纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛,每种霉菌做19个测试,对应13个实施例,5个对照例,还有一个空白组不加入我发明的纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛。

霉菌试验箱工作空间的各点温度在10~45℃,相对湿度在32%~99%,指标点温度(28±1)℃,相对湿度在96%±1%。送到霉菌检测中心检测。

表一霉菌含量结果×102/10cm2

实验结果表明实施例1,2,8制备的纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛抑制霉菌效果最好。说明这环氧乙烷,吡咯烷这两种有机杀菌剂摩尔比1:1,1:2,2:1的样,这两种比例下这两种杀菌有机剂之间的协同作用最好,对霉菌抑制最好。其它比例下制得的纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛抑制霉菌效果一般。对比实施例1,对比例1,2,3,4,5可以发现。不经过氩气氛围下超声波震荡,磁力搅拌,微波紫外处理,或者加入单一有机杀菌剂制备的纳米级抗菌防霉的sc-ssz-13/zsm-5改性分子筛抑制霉菌效果不好。

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