专利名称：一种四组分复合抗菌粉体的制作方法
技术领域：
本发明涉及粉体的制备技术，尤其涉及一种采用超声加热制备钛溶胶载体吸附 银、锌、铜离子的四组分复合抗菌粉体的方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，对日用品、医疗用品、环保用品、食品包装、水处理装置 等的抗菌性有了较高的要求，具有杀菌和抗菌效应的材料越来越受到人们的关注和重视。近年来，无机抗菌剂以其安全性、持久性、抗菌性、广谱性、耐热性和不宜产生耐药 性等特点得到广泛的研究、开发和应用。根据抗菌机理的不同，目前无机抗菌剂的研究主 要分为TW2系和银系两大类。TW2光催化抗菌剂利用太阳光、荧光灯中的紫外光作激发源 而具有抗菌作用，且具有净化空气、处理污水、自洁净等光催化效应，然而它存在着光生电 子-空穴对易复合，对光的依赖性较强，一般只有在紫外光照射下才能够发挥作用，这就使 其应用范围受到一定限制。同时，在银系抗菌离子中，除具有抗菌广谱性、杀菌效率高、不易 产生抗药性的优点外，也存在Ag+抗菌剂易转化为Ag2O使产品变色、成本高等问题。目前，已见利用浸渍法在金属基底上制备了银掺杂TiA涂料、采用光化学还原法 制备银掺杂的TiA复合薄膜，发挥两种抗菌剂的协同作用，在日光灯照射下能有效杀灭大 肠杆菌和枯草芽孢杆菌等的相关报道。本发明采用超声加热的条件下，制备钛溶胶载体吸 附银、锌、铜离子的四组分复合抗菌粉体，旨在将Ag+、Zn2\ Cu2+的杀菌、抑菌作用和TW2的 抗菌自清洁两种作用协同复合在一起，既可以通过掺杂金属离子来提高TiA的杀菌效率， 又可以解决单一银系抗菌剂的成本高及变色的问题。
发明内容
本发明首次在超声加热的条件下，以钛溶胶为载体，吸附银、锌、铜离子，制备具备 抗菌、自清洁两种作用的四组分复合抗菌粉体。本发明的特点在于1.解决了银系抗菌剂的成本高的问题。2.通过采用超声加热法，优化了合成条件，使抗菌剂粒径小而均勻，抗菌性能提
尚ο3.将Ag+、Zn2+、CU2+的杀菌、抑菌作用和1102的抗菌自清洁两种作用协同复合在一 起，解决了目前抗菌材料作用单一性的问题。其制备方法如下1.钛溶胶的制备；将8mL钛酸丁酯(Ti (OBu)4)在50°C搅拌下滴加到20mL乙醇中混合均勻，再加入 2mL冰乙酸得到溶液A。然后将60mL乙醇与2mL的蒸馏水在搅拌下加入硝酸调节pH值至 2 3，得到溶液B。将溶液B以每分钟50 60滴的速度滴加到溶液A中，搅拌并调节pH 值至2 3，超声条件下反应温度为40 60°C反应时间20 30min后，即可得到淡黄色的 透明钛溶胶。
2.离子在钛溶胶中添加；向溶胶中滴加0. 3mol/L的AgN03、Zn (NO3) 2和Cu (NO3) 2溶液，离子加入量为 5 100(金属离子与钛酸丁酯的摩尔比)，银、锌、铜离子的摩尔比为1 2 1，然后超声 分散10 20min，即可制得吸附银锌铜离子的复合钛溶胶。3.干燥，煅烧，洗涤，干燥抗菌测试。将制备好的复合钛溶胶置于干燥箱中干燥，干燥温度100°C，得到松散的干凝胶， 研磨后置于坩埚中煅烧，450°C保温30 60min，即得所需抗菌剂。图1为不同加热方式制得的四组分复合抗菌粉体SEM图谱。由图1可以看出，磁 力搅拌加热制得的抗菌复合粉体明显呈絮状分布，颗粒大小不均勻，并且存在颗粒团聚，而 采用超声波加热的方式制得的抗菌复合粉体，颗粒呈雪花状分布，其颗粒较小，且分布比较 均勻，颗粒团聚的程度明显降低，这是因为超声波一方面具有加热功能，另一方面还有分散 作用，其分散作用使得颗粒间的作用力减小，团聚程度降低，同时颗粒粒度也相应地减小。图2为钛溶胶在不同吸附条件下吸附银锌铜离子所得的四组分复合粉体抑菌圈 测试。由图2可知，其抗菌性以超声波加热最好，微波加热次之，搅拌加热最差。分析原因 在于虽然三者都有加热功能，达到促进钛溶胶吸附离子的作用，但是其加热效果及对分散 能力却不同。就加热效果来说，微波加热最好，因为微波加热是由内及外加热，其产生的瞬 间温度较高，能够使离子快速地吸附在胶体上，而且效果比较好，但是温度高同时也会产生 比较大的团聚作用，从而降低粉体的抗菌性；就分散能力来说，超声波最好。从制得的粉体 看，超声波加热制得的粉体分散性极好，这就提高了粉体的表面活性。所以综合来看，超声 波加热制得的粉体的抗菌性最好，而搅拌加热的加热效果和分散性均不好，故抗菌性最差。
图1不同加热方式制得的四组分复合抗菌粉体SEM图谱。图2不同吸附条件下制得的四组分复合粉体抑菌圈测试
具体实施例方式实施例1将8mL钛酸丁酯(Ti (OBu)4)在50°C搅拌下滴加到20mL乙醇中混合均勻，再加入 2mL冰乙酸得到溶液A。然后将60mL乙醇与2mL的蒸馏水在搅拌下加入硝酸调节pH值至 2 3，得到溶液B。将溶液B以每分钟50 60滴的速度滴加到溶液A中，搅拌并调节pH 值至2 3，超声条件下反应温度为40 60°C反应时间20 30min后，即可得到淡黄色的 透明钛溶胶。实施例2向溶胶中滴加0. 3mol/L的AgN03、Zn (NO3) 2和Cu (NO3) 2溶液，离子加入量为 5 100(金属离子与钛酸丁酯的摩尔比)，银、锌、铜离子的摩尔比为1 2 1，然后超声分 散10 20min，即可制得吸附银锌铜离子的复合钛溶胶。然后将制备好复合钛溶胶置于干 燥箱中干燥，干燥温度100°C，得到松散的干凝胶，研磨后置于坩埚中煅烧，450°C保温30 60min，即得所需抗菌粉体。
权利要求
1. 一种采用超声加热制备钛溶胶载体吸附银、锌、铜离子的四组分复合抗菌粉体的方 法；其特征在于通过采用超声加热法，将Ag+、ai2+、Cu2+的杀菌、抑菌作用和TiA的抗菌自清 洁两种作用协同复合在一起，解决了目前抗菌材料作用单一性以及银系抗菌剂的成本高的 问题，优化了合成条件，使抗菌剂粒径小而均勻，抗菌性能提高；具体制备方法为①将8mL钛酸丁酯(Ti(OBu) 4)在50°C搅拌下滴加到20mL乙醇中混合均勻，再加入2mL 冰乙酸得到溶液A ；然后将60mL乙醇与2mL的蒸馏水在搅拌下加入硝酸调节pH值至2 3，得到溶液B ；将溶液B以每分钟50 60滴的速度滴加到溶液A中，搅拌并调节pH值至 2 3，超声条件下反应温度为40 60°C反应时间20 30min后，即可得到淡黄色的透明 钛溶胶；②向溶胶中滴加0.3mol/L的AgN03、Zn (NO3) 2和Cu (NO3) 2溶液，离子加入量为 5 100(金属离子与钛酸丁酯的摩尔比)，银、锌、铜离子的摩尔比为1 2 1，然后超声 分散10 20min，即可制得吸附银锌铜离子的复合钛溶胶；③将制备好的复合钛溶胶置于干燥箱中干燥，干燥温度100°C，得到松散的干凝胶，研 磨后置于坩埚中煅烧，450°C保温30 60min，即得所需抗菌粉体。
全文摘要
本发明涉及一种采用超声加热制备钛溶胶载体吸附银、锌、铜离子的四组分复合抗菌粉体的方法。首先将钛酸丁酯在一定条件下乙醇中混合均匀，再加入冰乙酸得到溶液A。然后将乙醇中加入蒸馏水在搅拌下再加硝酸调节pH值至2～3，得到溶液B。将B以一定速度滴到A中，超声条件下反应20～30min后，即可得到钛溶胶。再向钛溶胶中滴加AgNO3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2溶液，离子加入量为5∶100(金属离子与钛酸丁酯的摩尔比)，银、锌、铜离子的摩尔比为1∶2∶1，然后超声分散10～20min，即可制得吸附银锌铜离子的复合钛溶胶；将复合钛溶胶干燥、研磨、煅烧后即得所需抗菌粉体。研究表明，该抗菌剂性能优良，解决了银系抗菌剂成本高、抗菌材料的变色以及作用单一性的问题。
文档编号A01P1/00GK102132706SQ201010278800
公开日2011年7月27日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者吴卫华, 崔海滨, 王黔平, 范金岭, 郭治, 黄转红 申请人:河北联合大学