磁性多孔钠米银抗菌材料、其制备方法及用图_2

文档序号:9356618阅读:来源:国知局
五方面的制备方法,其还包括以下(1)~(5)中的一项或多项:
[0038] (1)所述纳米级含银合金颗粒材料主要包含金属银和磁性元素以及任选的其它活 泼金属元素;优选地,其中Ag的重量含量为12-50%,例如为16-40%,例如为22-34%,, 磁性元素的含量为大于等于6% (重量),例如大于等于8%,活泼金属元素的重量含量为 54-78 %,例如为 60-70% ;
[0039] (2)所述含银合金材料中合金颗粒的平均粒径范围为50_900nm,例如为 600-800nm ;
[0040] (3)所述酸性腐蚀液包含盐酸、硫酸、草酸、乙酸、柠檬酸等中的一种或几种;
[0041] (4)所述碱性腐蚀液包含NaOH、K0H、氨水、甲醇钠,乙醇钾,叔丁醇钾中的一种或 几种;
[0042] (5)在反应过程中,通过不断改变腐蚀液的组成、浓度和反应时间,来控制反应速 度和颗粒腐蚀的形貌。
[0043] 在本发明的实施方案中,所述磁性元素选自铁、钴、镍和钆中的一种或数种。
[0044] 在本发明的实施方案中,其中所述活泼金属选自铝、硅、锰、锌和锡中的一种或数 种。
[0045] 在本发明的实施方案中,所述含银合金材料为三元合金,如Ag-Fe-Al合金、 Ag-Ni-Al合金、Ag-Fe-Si合金、Ag-Co-Si合金、Ag-Ni-Sn合金等,以及二元合金,如Ag-Fe 合金、、Ag-Si合金等。
[0046] 在本发明中,制备含有上述重量比的含银合金材料的方法为本领域所公知。在本 发明的实施方案中,首先将含有上述重量比的银、磁性元素以及任选的活泼金属元素的各 种粉末混合并制成微米级合金颗粒,再进一步制成平均粒径范围为50-900nm的纳米级合 金颗粒,即得到含银合金材料。
[0047] 在本发明的实施方案中,将含有上述重量比的银、磁性元素以及任选的活泼金属 元素的混合粉末经电弧熔炼制备合金粉末工艺制得含有上述相关组分的微米级三元或二 元合金颗粒,此微米级颗粒经过高能球磨机球磨后得平均粒径范围为50-900nm的纳米合 金颗粒。
[0048] 在本发明的实施方案中,所述酸性或碱性腐蚀液的浓度为0.5_4mol/L,例如为 l_4mol/L,例如为 l_2mol/L。
[0049] 在本发明的实施方案中,所述反应时间为6_120min,例如为10_60min。
[0050] 在本发明的实施方案中,所述用水清洗至滤液pH值为6. 5-7. 5,是指将含所制备 的磁性多孔纳米银颗粒的水溶液冲洗,就是经过不断的换水,浸泡,至水溶液呈中性(pH值 为 6. 5-7. 5)。
[0051] 本发明第六方面涉及本发明第三方面的负载型磁性多孔纳米银抗菌材料的制备 方法,其包括以下步骤:
[0052] (1)将本发明第二方面或第一方面任一项的磁性多孔纳米银抗菌材料与粒径为 1-200 的吸附材料(例如活性碳、活性碳纤维、硅胶、蒙脱土、分子筛、沸石等)按照重量 比为1:3~1:200的比例分别称取备用;
[0053] (2)将步骤(1)的磁性多孔纳米银抗菌材料分散到水中制备悬浮液,然后将上述 吸附材料浸入磁性多孔纳米银悬浮液中,使其充分接触,以确保吸附材料充分地从悬浮液 中吸附磁性多孔纳米银,即得到负载型磁性多孔纳米银抗菌材料;或者
[0054] 将步骤(1)的磁性多孔纳米银抗菌材料分散到水中制备悬浮液,然后加入上述吸 附材料,搅拌混合30-120min,即得到负载型磁性多孔纳米银抗菌材料;
[0055] (3)任选的,还包括过滤、干燥的步骤。
[0056] 在本发明的实施方案中,所述的将抗菌材料分散到水中制备悬浮液是在超声波的 作用下使抗菌材料分散到水中。
[0057] 在本发明的实施方案中,使用磁力搅拌的方法以使搅拌均匀。
[0058] 本发明第七方面涉及本发明第一方面任一项的磁性多孔纳米银抗菌材料或第三 方面任一项的负载型磁性多孔纳米银抗菌材料用于制备消毒产品或抗菌产品的用途。
[0059] 本发明第八方面涉及本发明第一方面任一项的磁性多孔纳米银抗菌材料或第三 方面任一项的负载型磁性多孔纳米银抗菌材料用于杀死微生物或抑制微生物生长或繁殖 的用途;进一步地,所述微生物包括细菌、真菌、衣原体、支原体、滴虫或病毒。
[0060] 在本发明的实施方案中,所述微生物为表皮葡萄球菌、大肠杆菌或绿脓假单胞菌。
[0061] 在本发明中,所述孔隙率是指多孔纳米粉末中孔隙所占的整个粉末体积的百分 比。
[0062] 在本发明中,所述比表面积是指多孔固体物质单位质量所具有的表面积。由于固 体物质外表面积相对内表面积而言很小,基本可以忽略不计,因此此表面积通常指内表面 积。常用单位为平方米/克。
[0063] 在本发明中,所述粒径范围、孔隙率、比表面积的值通常是指平均值。
[0064] 在本发明的实施方案中,所述含银合金材料为纳米级的二元、三元或以上金属合 金材料,其主要通过电弧熔炼合金粉末制备法制备:将所需的各组分原料(包括银,磁性元 素如铁或镍以及任选的可被酸或碱液腐蚀掉的活泼金属组分如铝、硅、锌和锰等的粉末) 混合后,采用真空非自耗电弧炉(ZGJL001-40-4)反复熔炼多次,例如4次(尽可能保证组 分混合均匀)得微米级合金粉末,并最后经过高能球磨机球磨后得纳米级合金颗粒,即得 到纳米级含银合金颗粒材料。
[0065] 在本发明中,所述银、磁性元素或活泼金属元素的粉末为本领域所公知,其可自行 制备或商购获得,例如,可从北京高德威公司购买。
[0066] 在本发明中,所述去合金(dealloying)也称作脱合金,是指合金材料在一定的腐 蚀条件下,其不同组分间由于电化学行为的差别,产生活泼组分的溶解或析出,而相对稳定 组分得到富集的方法。
[0067] 在本发明中,所述吸附材料是指是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的 固体物质。所述的吸附材料一般有以下特点:大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸 附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便,容易再生;有良 好的机械强度等。吸附剂可按孔径大小、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂, 粉状、粒状、条状吸附剂,碳质和氧化物吸附剂,极性和非极性吸附剂等。常用的吸附剂有 以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子 筛、天然黏土等)。
[0068] 在本发明中,所述消毒是指利用化学品或其他方法消灭大部分微生物,使常见的 致病细菌数目减少到安全的水平。
[0069] 在本发明中,所述抗菌包括杀菌或抑菌;所述杀菌与消毒近似,但更追求移除或消 灭物体表面、液体、药物、培养介质上的任何形式微生物及传播性病原体(如真菌、细菌、病 毒、孢子体等);所述抑菌是指抑制微生物生长繁殖。
[0070] 在本发明的实施方案中,当所述含银合金材料组分主要包含银和磁性元素时,可 以用酸性腐蚀液进行腐蚀;当所述含银合金材料还含有其它活泼金属元素时,酸性和碱性 腐蚀液的选择取决于含银合金材料中的活性组分的化学性质,既可以用酸性腐蚀液也可以 用碱性腐蚀液腐蚀,优选用碱性腐蚀液腐蚀,例如,如活性成分为铝则既可以用酸性溶液腐 蚀也可用碱性溶液腐蚀,而如果活性组分为硅则只可用碱液腐蚀。
[0071] 在本发明中,所述酸性腐蚀液可以选自强酸(例如盐酸、硫酸)或弱酸(例如草 酸、乙酸、柠檬酸)中的一种或者几种,硝酸不适合本发明,硫酸应为稀硫酸,例如浓度小于 9. 2mol/L的硫酸。
[0072] 在本发明中,所述碱性腐蚀液可以为强碱或弱碱溶液,例如可以选自Na0H、K0H、氨 水、甲醇钠,乙醇钾,叔丁醇钾等碱性溶液。
[0073] 在本发明中,所述的消毒产品或抗菌产品可以为液体,也可以固体。
[0074] 在本发明中,只要对纳米银敏感、能用纳米银进行处理的微生物,均可以利用本发 明的磁性多孔纳米银抗菌材料进行处理。
[0075] 本发明制备的磁性多孔纳米银抗菌材料不但可以直接使用用于清除环境中的微 生物,而且制备的负载型磁性多孔纳米银抗菌材料可制造成多种产品,如负载在活性碳或 活性碳纤维粉上的磁性多孔纳米银可以制造成净水器过滤芯片、过滤器、抗菌口罩、防病菌 感染、防生物武器的多功能防毒服等,用于食品工业、军事防护、医疗等多个领域。
[0076] 在使
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