本发明属于材料制备技术领域，特别涉及一种纳米棒状氧化锌材料的制备方法及其应用。
背景技术：
现在商场、宾馆、办公楼等公共场所都安装了大型中央空调，然而由于长期没有对通风管道进行清洗过，大部分通风管道中沉积了大量的粒子污染物，由于空调管道内的温度、湿度合适，这些粒子污染物滋生大量的微生物、细菌、真菌、可吸入颗粒物等有害物质，通过送风管道送到室内，严重影响室内空气品质，对人们的健康带来极大的危害。早在2004年，卫生部就在全国60多个城市，对近千家宾馆、商场等公共场所的中央空调进行抽样检查，检测指标为空调风管积尘量、积尘中细菌含量和真菌含量，结果显示卫生合格率只有6.2%。
由于通风管道清洗极不方便，研发具有自清洁和抗菌防霉的性能的通风管道迫在眉睫。目前，常见的抗菌剂可分为天然抗菌剂、有机抗菌剂及无机抗菌剂，与其它两种抗菌剂相比，无机抗菌剂具有广谱、高效、耐热性、安全性、持久性、环境友好等优点，越来越受到人们的关注。研究较多的无机抗菌剂是银系抗菌剂，但银系抗菌剂容易变色，ag+溶出对人体不利，大大地限制了其应用范围。近年来，zno抗菌剂因具有无毒、非迁移性、吸收和散射紫外线能力，且热稳定性和化学稳定性高，同时具备优良的抗菌性能，原材料来源广泛，迅速成为目前新型抗菌剂的研究热点。与普通zno相比，纳米zno具有较大的比表面积，小尺寸效应和各种各样的形貌，在抗菌抑菌、祛味防霉等方面表现出良好的效果。
纳米zno虽然在抗菌防霉领域有很强的潜力，但是现有的合成方法大部分都是高温煅烧，颗粒易于团聚，表面有大量缺陷，严重制约纳米zno作为抗菌剂的发展。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种纳米棒状氧化锌的制备方法。该纳米棒状氧化锌可以克服以上技术缺陷，作为制备具有自清洁和抗菌防霉功能的新型材料的主要成分。制备出具有自清洁和抗菌防霉功能的通风管道和金属管道。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种纳米棒状氧化锌的制备方法，包括以下制备步骤：
1）配制碱溶液：所述碱溶液为硼氢化钠的丙三醇溶液，所述碱溶液的ph值为10-11，该碱醇溶液的选择是确保本产品表面光滑无损的重要条件之一；
2）混合滴定：在常温常压、搅拌条件下,将步骤1）中的碱溶液滴入到的二水合醋酸锌溶液或六水合硝酸锌溶液中，生成凝胶,继续滴定生成白色沉淀,陈化3～24h,所得陈化后的白色沉淀即为均匀的纳米棒阵列；该滴定步骤一定要在常温常压下进行，高温煅烧的产品表面会有大量缺陷；
3）洗涤：将步骤2）中陈化后的白色沉淀用蒸馏水或无水乙醇抽滤洗涤数次,直至洗液显中性为止；
4）离心：洗涤后的白色沉淀经离心、室温真空干燥后即得所述纳米棒状氧化锌的粉体。
进一步的，步骤1)中硼氢化钠的浓度为30-60mmol。
进一步的，步骤2)中的常温为18~25℃，常压为1.01×105pa。
进一步的，所述二水合醋酸锌溶液或六水合硝酸锌溶液均为水溶液，其中二水合醋酸锌和六水合硝酸锌的浓度均为0.03m~0.05m。
进一步的，步骤4）中的室温为18~25℃。
一种纳米棒状氧化锌的应用，所述纳米棒状氧化锌作为原料用于制备塑料制品。
进一步的，所述塑料制品制备方法，包括以下步骤：
1）将所述纳米棒状氧化锌的粉体与无水乙醇混合得到分散均匀的混合物，无水乙醇与纳米棒状氧化锌的质量比为3.5~4:1；
2）制备硅烷偶联剂和无水醇的混合液，硅烷偶联剂与无水醇的质量比为1:1.5~2；
3)将步骤2）的混和液滴加到步骤1）中的混合物中，搅拌过滤，干燥1-2h得到改性纳米氧化锌；
4）将改性纳米氧化锌与塑料原料混合、挤出造粒得到塑料抗菌母粒；
5）所述塑料抗菌母粒再添加到塑料原料中挤压成型出塑料制品。
进一步的，所述硅烷偶联剂为kh-560硅烷偶联剂，该偶联剂效果优良，是本发明重要发明点之一。
进一步的，所述塑料制品为空调通风管道。
一种纳米棒状氧化锌的应用，所述纳米棒状氧化锌加入到分散剂中制备出液体材料喷涂到金属表面。
本发明的有益效果：
1)本发明制备出的纳米棒状氧化锌表面没有缺陷，抗菌防霉的过程中产生的自由电子不会被自有的缺陷吸收，可以与细菌充分接触而将其杀死。该材料能以合理方式加入塑料或者金属通风管道基材中，提高了空调管道的自清洁和抗菌防霉的性能，提高通风安全，降低管道的维护成本；
2)本发明与现有技术相比具有反应温度和压力为常温、常压,价格低廉,操作更安全,环境友好,重复性好,不受反应容器体积限制等优点，产品明显优于常规高温煅烧技术的产品；
3)纳米棒状氧化锌用乳液法合成，粒径细小均匀，表面完整，不会发生高温煅烧法合成的团聚；
4)纳米氧化锌表面没有缺陷，不会形成电子短路，影响抗菌性能；
5)纳米棒状氧化锌可以改善材料的亲水性能，提高表面的自清洁性；
6)选用的耦合剂、分散剂不会对纳米棒状氧化锌的表面活性产生影响。
下面结合附图和实施例对发明作一详细描述。
附图说明
图1为本发明纳米氧化锌的sem图。
具体实施方式
实施例1：
一种纳米棒状氧化锌的制备方法：包括以下制备步骤：
1）配制碱溶液：所述碱溶液为硼氢化钠的丙三醇溶液，所述碱溶液的ph值为10-11；
2）混合滴定：在常温（20℃）常压（1.01×105pa）、搅拌条件下,将步骤1）中的碱溶液滴入到的0.04m的二水合醋酸锌水溶液或六水合硝酸锌水溶液中，生成凝胶,继续滴定生成白色沉淀,陈化3～24h,所得陈化后的白色沉淀即为均匀的纳米棒阵列；
3）洗涤：将步骤2）中陈化后的白色沉淀用蒸馏水或无水乙醇抽滤洗涤数次,直至洗液显中性为止；
4）离心：洗涤后的白色沉淀经离心、室温（25℃）真空干燥后即得所述纳米棒状氧化锌的粉体。
通过图1可见，制备的纳米棒状氧化锌，颗粒大小均匀，呈棒状结构，表面无缺陷。
实施例2
使用实施例1中所述纳米棒状氧化锌制备抗菌型空调通风塑料管道。
包括以下步骤：
1）将所述纳米棒状氧化锌的粉体与无水乙醇混合得到分散均匀的混合物，无水乙醇与纳米棒状氧化锌的质量比为3.5:1；
2）制备kh-560硅烷偶联剂和无水醇的混合液，kh-560硅烷偶联剂与无水醇的质量比为1:1.5；
3)将步骤2）的混和液滴加到步骤1）中的混合物中，搅拌过滤，干燥1-2h得到改性纳米氧化锌；
4）将改性纳米氧化锌与pp、pe、pvc、abs等塑料原料按照质量比1;2.5混合、用对辊挤出机挤出造粒得到塑料抗菌母粒；
5）所述塑料抗菌母粒按照质量比1:20添加到塑料原料中用管材成型机挤出各种形状和尺寸的空调通风管道。
将该实施例中制备出的pp抗菌塑料母粒进行检测，检测结果见下表。
检测依据为：gb/t31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法，结果显示针对大肠杆菌的抗菌率达到99%以上，金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99%以上。
实施例3
使用实施例1中所述纳米棒状氧化锌制备抗菌型金属涂料。
将纳米棒状氧化锌加入十二烷基硫酸钠分散剂的水溶液（纳米棒状氧化锌、十二烷基硫酸钠、水的质量比为1:5:40），自制备出液体材料，可以喷涂到白铁皮、不锈钢等金属通风管道上，提高其自清洁和抗菌性能。