一种抗菌陶瓷釉及其制备方法与流程

文档序号:12393460阅读:284来源:国知局

本发明涉及了陶瓷技术领域,特别是涉及了一种抗菌陶瓷釉及其制备方法。



背景技术:

细菌,霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大危害,影响人们的健康甚至危及生命,带来了重大的经济损失。因此抗菌材料及其制品的研究日益引起人们的关注,抗菌制品的需求将构成巨大的市场。

墙砖,无论家居室内装饰,或是用于工业生产或公共场所,在满足外观实用之余,如何使其具备更多关乎人们健康保障方面的功能,也是业界科研工作者顺应时代潮流和生活风向标而做出的思考。

在现有墙砖等建筑装饰材料中,目前也鲜有报道关于均匀性较好的稳定的抗菌功能的陶瓷釉,若简单的添加抗菌剂,由于高温熔制工艺,使得抗菌稳定性减弱,甚至可能失去抗菌效果。



技术实现要素:

为了解决上述现有技术的不足,本发明提供了一种抗菌陶瓷釉及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:

一种抗菌陶瓷釉及其制备方法,该制备方法包括以下步骤:先制备抗菌釉浆,再经施釉、烧结制得抗菌陶瓷釉;其中,抗菌釉浆的制备方法如下:按质量百分比计,将25~35%低温熔块、30~40%钾长石、10~20%石英、3~6%方解石、3~6%滑石、2~5%磷酸钙、1~5%高岭土、5~10%煅烧土混合得到混合粉末,向混合粉末中加入抗菌粉并混合均匀,其中所述抗菌粉的加入量为混合粉末质量的0.1~1%,细磨至300~350目,然后加入水得釉浆并调制釉浆比重为1.6~1.7g/cm3,即得抗菌陶瓷釉浆。

其中,所述低温熔块的质量百分比组成为:6~10%硝酸钾、5~10%石英、12~15%钾长石、3~8%钠长石、10~12%锂辉石、30~35%硼酸、3~5%碳酸钡、5~8%萤石、1~3%高岭土、2~5%氟化钠及1~5%抗菌粉。

在本发明中,所述抗菌粉可以通过如下方法制得:

(1)称取0.3~1gC60粉末,量取80~100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以500~600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1~3g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应3~5h;快速加入100~150ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析3~5天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100~150rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照30~60min,激光辐照功率为0.5~2W;备用;

(2)超声搅拌50~60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.001~0.01mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.1~0.5mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2~3:1),超声搅拌10~20min;逐滴加入0.5~1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取1~3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于80~120ml水溶液中;逐滴加入浓度为0.005~0.05mol/L硝酸铈水溶液,30~60min后逐滴加入浓度为0.005~0.05mol/L硝酸锌水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.1~0.2:0.2~0.4;继续超声搅拌,调节混合溶液PH值至7.0;边超声搅拌,边加入4~8mL质量分数为50%的水合肼,在30~40℃下还原反应0.5~1h;之后,再加入40~50mL质量分数为50%的水合肼,在85℃下还原反应30~48h后;过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;

(4)将0.1~0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中;之后加入体积比3~5:1的水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯(与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:1~3),调节pH值为9~10,反应温度为20~25℃,反应30~60min;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在80~90℃下干燥2~4h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行500~800℃热处理1~2h,冷却至室温后,浸没在氢氟酸中以超声功率100~150W进行超声10~15min,去除表面局部二氧化硅,离心并干燥,获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2

(5)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:1~5;10~100W超声60~120min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环3~8次(抽真空时间为20~30min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.3~0.6Mpa,保压20~30min),得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

在本发明中,所述抗菌粉还可以通过如下方法制得:

(1)称取0.3~1gC60粉末,量取80~100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以500~600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1~3g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应3~5h;快速加入100~150ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析3~5天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100~150rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照30~60min,激光辐照功率为0.5~2W;备用;

(2)超声搅拌50~60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.001~0.01mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.1~0.5mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2~3:1),超声搅拌10~20min;逐滴加入0.5~1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取1~3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中;逐滴加入浓度为0.05~0.5g/100mlZnO量子点水溶液,超声功率搅拌速度各减半;60~90min后,静置,过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO;

(4)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:1~5;10~100W超声60~120min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环3~8次(抽真空时间为20~30min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.3~0.6Mpa,保压20~30min),得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

其中,所述三维海绵状石墨烯制备方法如下:将3g 石墨粉,1g NaNO3在冰水浴中与250ml 98%浓硫酸混合均匀,缓慢加入6g KMnO4。然后升温至在35℃,搅拌40min 后,加入95ml 去离子水,升温至98℃反应20min;再加入270ml 水稀释,并用5ml 30% H2O2中和多余KMnO4,混合溶液的颜色为棕黄色,趁热过滤,用去离子水反复洗涤至中性,超声分散得到GO;取200ml 质量分数为5mg/ml的氧化石墨烯溶液倒入直径25cm,高2cm的圆盘状反应皿中,加入抗坏血酸(VC)0.5g搅拌使其充分混合;然后密闭反应皿并置于80℃水热反应15h,反应皿中的氧化石墨烯自发收缩交联成三维海绵结构,冷冻干燥,得到柔性的三维海绵状石墨烯。

本发明具有如下有益效果:本方法在三维石墨烯上负载并固定抗菌剂,不仅防止其团聚,显著提高金属纳米粒子等抗菌剂的稳定性,使其能更好分散在低温熔块及釉浆中,且具有更长效的抗菌活性以及银离子不会溢出氧化变色;同时复合了多种抗菌剂的抗菌性能,相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果,抗菌持久,而且均匀分散性更好;和现有陶瓷釉相比,本发明制造的陶瓷釉配料科学,制备合理,性能稳定,而且不含有铅镉等剧毒物质,同时还具有均匀的持久的光谱的抗菌特性,进一步拓宽了陶瓷釉的应用范围。

具体实施方式

下面通过具体的优选实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种抗菌陶瓷釉及其制备方法,该制备方法包括如下步骤:

步骤A,制备低温熔块:按质量百分比计,将10%硝酸钾、9%石英、15%钾长石、5%钠长石、12%锂辉石、30%硼酸、5%碳酸钡、8%萤石、3%高岭土、2%氟化钠及1%抗菌粉混合均匀,经过过筛、研磨混合后在1250~1300℃下煅烧后快速淬冷,得到了熔融温度650~800℃的低温熔块;

步骤B,制备抗菌釉浆:按质量百分比计,将30%低温熔块、30%钾长石、10%石英、5%方解石、8%滑石、4%磷酸钙、5%高岭土、8%煅烧土混合得到混合粉末,向混合粉末中加入抗菌粉并混合均匀,细磨至300~350目,然后加入水得釉浆并调制釉浆比重为1.6~1.7g/cm3,即得抗菌陶瓷釉浆;其中,抗菌粉的加入量为混合粉末质量的0.1%;

步骤C,产品上釉:采用喷釉的方式,将抗菌陶瓷釉喷涂在砖坯表面,喷釉时砖坯温度控制在75±2℃,施釉的重量每600mm×600mm 的砖坯喷涂160g;

步骤D,烧结:将步骤B喷涂有抗菌陶瓷釉的砖坯放入辊道窑中烧成,烧成温度控制为900±5℃,烧成周期为65±3min。

其中,所述抗菌粉通过如下方法制得:

(1)称取0.6gC60粉末,量取100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应4h;快速加入120ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照40min,激光辐照功率为1W;备用;

(2)超声搅拌60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.001mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.1mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1),超声搅拌20min;逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取1gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于100ml水溶液中;逐滴加入浓度为0.05mol/L硝酸铈水溶液,30min后逐滴加入浓度为0.005mol/L硝酸锌水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.1:0.4;继续超声搅拌,调节混合溶液PH值至7.0;边超声搅拌,边加入6mL质量分数为50%的水合肼,在30℃下还原反应0.5h;之后,再加入45mL质量分数为50%的水合肼,在85℃下还原反应36h后;过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;

(4)将0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中;之后加入体积比4:1的水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯(与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:2),调节pH值为9~10,反应温度为20~25℃,反应30min;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90℃下干燥3h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行600℃热处理1h,冷却至室温后,浸没在氢氟酸中以超声功率100W进行超声10min,去除表面局部二氧化硅,离心并干燥,获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2

(5)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:5;50W超声100min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环3次(抽真空时间为25min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.5Mpa,保压30min),得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

实施例2

一种抗菌陶瓷釉及其制备方法,该制备方法包括如下步骤:

步骤A,制备低温熔块:按质量百分比计,将8%硝酸钾、8%石英、12%钾长石、6%钠长石、11%锂辉石、35%硼酸、4%碳酸钡、7%萤石、2%高岭土、4%氟化钠及3%抗菌粉混合均匀,经过过筛、研磨混合后在1250~1300℃下煅烧后快速淬冷,得到了熔融温度650~800℃的低温熔块;

步骤B,制备抗菌釉浆:按质量百分比计,将25%低温熔块、35%钾长石、15%石英、3%方解石、5%滑石、4%磷酸钙、3%高岭土、10%煅烧土混合得到混合粉末,向混合粉末中加入抗菌粉并混合均匀,细磨至300~350目,然后加入水得釉浆并调制釉浆比重为1.6~1.7g/cm3,即得抗菌陶瓷釉浆;其中,抗菌粉的加入量为混合粉末质量的0.5%;

步骤C,产品上釉:采用喷釉的方式,将抗菌陶瓷釉喷涂在砖坯表面,喷釉时砖坯温度控制在75±2℃,施釉的重量每600mm×600mm 的砖坯喷涂160g;

步骤D,烧结:将步骤B喷涂有抗菌陶瓷釉的砖坯放入辊道窑中烧成,烧成温度控制为900±5℃,烧成周期为65±3min。

其中,所述抗菌粉通过如下方法制得:

(1)称取0.6gC60粉末,量取100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应4h;快速加入120ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照40min,激光辐照功率为1W;备用;

(2)超声搅拌60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.005mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.2mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1),超声搅拌20min;逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取2gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于100ml水溶液中;逐滴加入浓度为0.03mol/L硝酸铈水溶液,30min后逐滴加入浓度为0.03mol/L硝酸锌水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.2:0.3;继续超声搅拌,调节混合溶液PH值至7.0;边超声搅拌,边加入6mL质量分数为50%的水合肼,在30℃下还原反应0.5h;之后,再加入45mL质量分数为50%的水合肼,在85℃下还原反应36h后;过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;

(4)将0.3gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中;之后加入体积比4:1的水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯(与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:2),调节pH值为9~10,反应温度为20~25℃,反应45min;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90℃下干燥3h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行600℃热处理1h,冷却至室温后,浸没在氢氟酸中以超声功率100W进行超声12min,去除表面局部二氧化硅,离心并干燥,获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2

(5)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:3;50W超声100min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环5次(抽真空时间为25min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.5Mpa,保压30min),得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

实施例3

一种抗菌陶瓷釉及其制备方法,该制备方法包括如下步骤:

步骤A,制备低温熔块:按质量百分比计,将6%硝酸钾、10%石英、14%钾长石、8%钠长石、10%锂辉石、33%硼酸、3%碳酸钡、5%萤石、1%高岭土、5%氟化钠及5%抗菌粉混合均匀,经过过筛、研磨混合后在1250~1300℃下煅烧后快速淬冷,得到了熔融温度650~800℃的低温熔块;

步骤B,制备抗菌釉浆:按质量百分比计,将20%低温熔块、40%钾长石、20%石英、1%方解石、3%滑石、5%磷酸钙、3%高岭土、8%煅烧土混合得到混合粉末,向混合粉末中加入抗菌粉并混合均匀,细磨至300~350目,然后加入水得釉浆并调制釉浆比重为1.6~1.7g/cm3,即得抗菌陶瓷釉浆;其中,抗菌粉的加入量为混合粉末质量的1%;

步骤C,产品上釉:采用喷釉的方式,将抗菌陶瓷釉喷涂在砖坯表面,喷釉时砖坯温度控制在75±2℃,施釉的重量每600mm×600mm 的砖坯喷涂160g;

步骤D,烧结:将步骤B喷涂有抗菌陶瓷釉的砖坯放入辊道窑中烧成,烧成温度控制为900±5℃,烧成周期为65±3min。

其中,所述抗菌粉通过如下方法制得:

(1)称取0.6gC60粉末,量取100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应4h;快速加入120ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照40min,激光辐照功率为1W;备用;

(2)超声搅拌60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.01mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.5mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1),超声搅拌20min;逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于100ml水溶液中;逐滴加入浓度为0.005mol/L硝酸铈水溶液,30min后逐滴加入浓度为0.05mol/L硝酸锌水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.2:0.4;继续超声搅拌,调节混合溶液PH值至7.0;边超声搅拌,边加入6mL质量分数为50%的水合肼,在30℃下还原反应0.5h;之后,再加入45mL质量分数为50%的水合肼,在85℃下还原反应36h后;过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;

(4)将0.1gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中;之后加入体积比4:1的水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯(与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:2),调节pH值为9~10,反应温度为20~25℃,反应60min;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90℃下干燥3h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行600℃热处理1h,冷却至室温后,浸没在氢氟酸中以超声功率100W进行超声15min,去除表面局部二氧化硅,离心并干燥,获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2

(5)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:1;50W超声100min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环8次(抽真空时间为25min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.5Mpa,保压30min),得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

实施例4

基于实施例1的制备方法,其不同之处仅在于:所述抗菌粉通过如下方法制得:

(1)称取0.6gC60粉末,量取100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应4h;快速加入120ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照40min,激光辐照功率为1W;备用;

(2)超声搅拌60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.001mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.1mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1),超声搅拌20min;逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取1gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中;逐滴加入浓度为0.5g/100mlZnO量子点水溶液,超声功率搅拌速度各减半;60min后,静置,过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO;

(4)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:5;50W超声100min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环3次(抽真空时间为25min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.5Mpa,保压30min),得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

实施例5

基于实施例2的制备方法,其不同之处仅在于:所述抗菌粉通过如下方法制得:

(1)称取0.6gC60粉末,量取100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应4h;快速加入120ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照40min,激光辐照功率为1W;备用;

(2)超声搅拌60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.005mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.2mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1),超声搅拌20min;逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取2gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中;逐滴加入浓度为0.2g/100mlZnO量子点水溶液,超声功率搅拌速度各减半;80min后,静置,过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO;

(4)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:3;50W超声100min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环5次(抽真空时间为25min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.5Mpa,保压30min),得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

实施例6

基于实施例3的制备方法,其不同之处仅在于:所述抗菌粉通过如下方法制得:

(1)称取0.6gC60粉末,量取100ml质量分数为98%的浓硫酸,将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合,烧杯放在冰水浴中,同时以600rpm的速度搅拌,得混合液;称取1g高锰酸钾粉末,缓慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,换成水浴,保持水浴温度30~40℃,反应4h;快速加入120ml纯水,过滤,然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子点(GQDs)悬浮液;100rpm速度搅拌GQDs悬浮液,同时激光辐照40min,激光辐照功率为1W;备用;

(2)超声搅拌60mlGQDs悬浮液,滴加浓度为0.01mol/L硝酸银水溶液;逐滴加入浓度为0.5mol/L磷酸二氢铵溶液(磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1),超声搅拌20min;逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液,调节PH值至11,而后静置、离心,用去离子水和乙醇交替洗涤三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;

(3)取3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中;逐滴加入浓度为0.05g/100mlZnO量子点水溶液,超声功率搅拌速度各减半;90min后,静置,过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO;

(4)取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中,三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:1;50W超声100min,静置,去离子水洗涤数次,离心,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环8次(抽真空时间为25min;加热加压为通入高温高压气体,气体加热温度为80~90℃,加压至0.5Mpa,保压30min),得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉。

对比例1

基于实施例1的制备方法,其不同之处仅在于:所述抗菌粉为金属抗菌剂。

对比例2

基于实施例4的制备方法,其不同之处仅在于:所述抗菌粉为氧化锌抗菌剂。

对实施例1~6、对比例1~2得到的陶瓷釉进行抗菌性能测试,测试结果如下:

灭菌率:取 105个/ml 的大肠杆菌0.1ml,均匀涂布于陶瓷釉上,在室内放置2h,然后将菌液用无菌水洗脱至培养基中,37℃下培养24h,然后检测菌数,计算灭菌率。

磨损测试:选用莫氏硬度为3~4的磨料,在陶瓷釉上摩擦1000次来模仿铺贴使用2年后的效果,测试其灭菌率。

热稳定性测试:将陶瓷釉置于电炉中,自室温升到200℃,保温20min,迅速投入25℃水中,10min后取出擦干,测试其灭菌率。

灭菌均匀性评价:在同一陶瓷材料上选取100个区域进行灭菌测试,对测得的数据进行均匀度分析,通过均匀度=100*(1-标准偏差/平均值)。当均匀度大于97%,则标记为▲;当均匀度大于90%且小于97%,则标记为☆;当均匀度低于90%,则标记为╳。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。

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