專利名稱：：載銀納米抗菌材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種納米抗菌材料及其制備方法及其，具體涉及載銀納米抗菌材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：有害細(xì)菌對(duì)人們的健康和生活造成巨大的危害，據(jù)WHO報(bào)導(dǎo)，1995年全世界死亡的5200萬(wàn)人中，因細(xì)菌傳染而造成的死亡人數(shù)就有1700萬(wàn)人。1996年日本發(fā)生的病原性大腸桿菌0-157感染引起了全國(guó)范圍內(nèi)的食物中毒事件。因而，世界各國(guó)對(duì)抗菌材料的研究高度重視抗菌材料，是近年來(lái)國(guó)際上新興的與人類健康發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等密切相關(guān)的生態(tài)環(huán)境材料。在世界發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，抗菌材料的研究與應(yīng)用極為廣泛。最先研究的為有機(jī)錫、酸、酚等化學(xué)物質(zhì)合成的有機(jī)抗菌材料，主要應(yīng)用在纖維織物上。有機(jī)抗菌材料具有短期高效殺菌效果，但安全性和化學(xué)穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生微生物耐藥性，尤其耐熱性差(<200°C)是其最大的弱點(diǎn)，導(dǎo)致其在應(yīng)用中不適應(yīng)高溫加工，高溫分解產(chǎn)物甚至有毒。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是公開(kāi)一種載銀納米抗菌材料及其制備方法和應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，滿足人們的需要。本發(fā)明的載銀納米抗菌材料的制備方法包括如下步驟(1)將表面活性劑加入NH4H2P04和ZrOCl2'8H20的水溶液，在103(TC下攪拌1020分鐘，形成共沉淀，過(guò)濾，水洗，再將水洗后的產(chǎn)物ZrO(OH)2，使用離心脫水1020分鐘，然后將所得到的產(chǎn)物在8090。C干燥8小時(shí)，得到的干凝膠在70080(TC鍛燒11.5小時(shí)，粉碎，得到納米介孔磷酸鋯載體；所獲得的納米介孔磷酸鋯載體，其層與層之間是以ABAB的方式堆積在一起的，每一層由近似處于同一平面的Zr原子，以及將Zr原子夾在中間的上下兩層03P20H構(gòu)成。指向?qū)觾?nèi)空間的03P20H基團(tuán)與Zr原子共用3個(gè)氧原子，'其氫質(zhì)子(P20H)可以被交換，層內(nèi)的水分子與一個(gè)層上的P20H形成氫鍵，層與層之間的作用力是范德華力，層間距為176nm，每一個(gè)P20H基團(tuán)周圍的自由面積為124nm2;所說(shuō)的NH4H2PO^nZrOCl2'8H20的水溶液中，NH4H2P04的含量為0.81.0mol/L，ZrOCl2'8H20的含量為0.40.6mol/L，表面活性劑的含量為0.010.02mol/L;所說(shuō)的表面活性劑為羧甲基纖維素(CMC)，可采用市售產(chǎn)品，如上?；瘜W(xué)試劑有限公司的產(chǎn)品；(2)將步驟(1)獲得的載體，加分散劑和水，獲得懸浮液A;將AgN03、NH^H20和水混合，在室溫下反應(yīng)3050分鐘，獲得銀氨絡(luò)離子的水溶液B;將A和B混合，加酸，以抑制水解，產(chǎn)生的納米級(jí)銀離子團(tuán)簇附著在載體上，過(guò)濾、水洗、離心脫水1015分鐘，809(TC干燥10小時(shí)，800900"C煅燒11.5小時(shí)，粉碎，得納米級(jí)銀離子抗菌粉體，粒徑為50120納米；所說(shuō)的分散劑選自聚乙烯醇或聚乙二醇，可采用市售產(chǎn)品，如上?；瘜W(xué)試劑有限公司的產(chǎn)品；所說(shuō)的酸為草酸；其用量為A和B總體積的510X;懸浮液A中，步驟(1)的載體的含量為0.090.12克/ml，分散劑的含量為0.010.02克/ml;AgN03、NH3，H20和水的重量比例為AgN03:NH3.H20:水=1:0.30.6:1530。本發(fā)明利用納米的多微孔結(jié)構(gòu)特征，將Ag+等離子交換進(jìn)納米微孔中，得到載銀納米抗菌材料，如此得到的納米抗菌材料，具有耐老化、耐高溫、綜合性能優(yōu)良、抗菌性穩(wěn)定、長(zhǎng)久，抗菌效果好等多重優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的載銀納米抗菌材料具有長(zhǎng)效穩(wěn)定耐高溫等優(yōu)良的抗菌特性，可以廣泛應(yīng)用于建筑材料、公共場(chǎng)所設(shè)施、醫(yī)療設(shè)施與醫(yī)療器械、日常用品等領(lǐng)域。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l(1)將20克表面活性劑羧甲基纖維素加入NH4H2P04和ZrOCl2'8H20的水溶液，室溫下攪拌10分鐘，形成共沉淀，過(guò)濾，水洗，再將水洗后的產(chǎn)物ZrO(OH)2，進(jìn)行離心脫水，然后將所得到的產(chǎn)物在8(TC干燥8小時(shí)，70(TC鍛燒1小時(shí)，氣流粉碎，得到納米介孔磷酸鋯載體；所說(shuō)的NH4H2P04和ZrOCl2'8H20的水溶液中，NH4H2P04的含量為1.0mol/L，ZrOCl2'8H20的含量為0.5mol/L;(2)將步驟(1)獲得的載體，加分散劑聚乙烯醇和水，獲得懸浮液A;將AgN03、NHyH20和水混合，室溫下反應(yīng)45分鐘，獲得銀氨絡(luò)離子水溶液B;將A和B混合，加10ml草酸，產(chǎn)生的納米級(jí)銀離子團(tuán)簇附著在載體上，過(guò)濾、水洗、進(jìn)行離心脫水10分鐘，8(TC干燥10小時(shí)，90(TC煅燒1小時(shí)，粉碎，得納米級(jí)銀離子抗菌粉體，采用X—射線小角散射法進(jìn)行檢測(cè)，平均粒徑為97.8納米。懸浮液A中，步驟(1)的載體的含量為0.11克/ml，分散劑的含量為0.02克/ml;AgN03、NH3'H20和水的重量比例為AgN03:nh3-h2o:水=1:0.5:25。采用GB/T13221—91標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，X—射線小角散射法；實(shí)驗(yàn)儀器3014X光衍射光譜儀一kratky小角測(cè)角儀，射線Coka，負(fù)荷35KV，30mA;狹縫0.04mm，0.02mm，O.lmm結(jié)果如下表lX光小角散射的測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例2(1)將30克表面活性劑加入NH4H2P04和ZrOCl2'8H20的水溶液，25'C下攪拌20分鐘，形成共沉淀，過(guò)濾，水洗，再將水洗后的產(chǎn)物ZrO(OH》，使用離心機(jī)脫水20分鐘，然后將所得到的產(chǎn)物在9(TC干燥8小時(shí)，800°C鍛燒1.5小時(shí)，氣流粉碎，得到納米介孔磷酸鋯載體；所說(shuō)的NHtH2P04和ZrOCl2'8H20的水溶液中，NH4H2P04的含量為1.0mol/L，ZrOCl2'8H20的含量為0.6mol/L;所說(shuō)的表面活性劑為羧甲基纖維素(CMC);(2)將步驟(1)獲得的載體，加分散劑和水，獲得懸浮液A;將AgN03、NHyH20和水混合，在室溫下反應(yīng)50分鐘，獲得銀氨絡(luò)離子的水溶液B;將A和B混合，加20ml草酸，產(chǎn)生的納米級(jí)銀離子團(tuán)簇附著在載體上，過(guò)濾、水洗、進(jìn)行脫水使用離心機(jī)進(jìn)行脫水15分鐘，，9(TC干燥10小時(shí)，900"C煅燒1.5小時(shí)，粉碎，得納米級(jí)銀離子抗菌粉體，平均粒徑為89.5納米。所說(shuō)的分散劑為聚乙二醇；懸浮液A中，步驟(1)的載體的含量為0.12克/ml，分散劑的含量為0.02克/ml;AgN03、NHyH20和水的重量比例為AgN03:nh3.h2o:水二i:0.6:20。采用GB/T13221—91標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，X—射線小角散射法；實(shí)驗(yàn)儀器:3014X光衍射光譜儀一kratky小角測(cè)角儀，射線Coka，負(fù)荷35KV，30mA;狹縫0.04mm，0.02mm，O.lmm結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例3將實(shí)施例1的抗菌材料與樹(shù)脂(PP—R)，在低速混和機(jī)中混和均勻，然后按照一定的工藝條件，分別通過(guò)管材生產(chǎn)線和注塑機(jī)生產(chǎn)各種規(guī)格的管材和管件。各項(xiàng)主要技術(shù)性能進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果如下抗菌性評(píng)價(jià)采用衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》第三版第一分冊(cè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范的振蕩實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行抗菌測(cè)試我們對(duì)革蘭氏陰，陽(yáng)性細(xì)菌、大腸桿菌和金黃葡萄球菌進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表3，可見(jiàn)我們制備的給水管具有抗菌效果并且比其他產(chǎn)品在抗菌的高效性方面有優(yōu)勢(shì)。表3抗菌給水管的抗菌測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>力學(xué)性能的評(píng)價(jià)對(duì)抗菌給水管的機(jī)械性能和液壓性能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及德國(guó)DINS078進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)液壓性能與原有給水管進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表4，表5。結(jié)果表明制備出的抗菌給水管的各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和DIN8078標(biāo)準(zhǔn)的要求，性能優(yōu)良。項(xiàng)目表4抗菌給水管的物理機(jī)械性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表5抗菌給水管在不同溫度下的對(duì)比液壓試驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>耐溫性、持久性、高效性、抗老化性評(píng)價(jià)使用溫度可以長(zhǎng)期在95。C以下，不影響抗菌效果；按照衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》第三版的要求對(duì)給水管的抗菌有效性進(jìn)行了測(cè)試，抑菌率超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)兩倍。參照GB9344-88《塑料氙燈光源暴露試驗(yàn)方法》對(duì)抗菌給水管的抗老化性進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明由于功能抗菌材料的加入，給水管的抗老化性較普通給水管有明顯改善。權(quán)利要求1.一種載銀納米抗菌材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將表面活性劑加入NH4H2PO4和ZrOCl2·8H2O的水溶液，25℃下攪拌10～20分鐘，形成共沉淀，過(guò)濾，水洗，再將水洗后的產(chǎn)物ZrO(OH)2，離心脫水10～20分鐘，然后將所得到的產(chǎn)物干燥，粉碎，得到納米介孔磷酸鋯載體；(2)將步驟(1)獲得的載體，加分散劑和水，獲得懸浮液A；將AgNO3、NH3·H2O和水混合，在室溫下反應(yīng)30～50分鐘，獲得銀氨絡(luò)離子的水溶液B；將A和B混合，加酸，以抑制水解，產(chǎn)生的納米級(jí)銀離子團(tuán)簇附著在載體上，過(guò)濾、水洗、離心脫水10～15分鐘，干燥，煅燒，粉碎，得納米級(jí)銀離子抗菌粉體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，鍛燒溫度700800°C，時(shí)間11.5小時(shí)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的NH4H2P04和ZrOCl2'8H20的水溶液中，NH4H2P04的含量為0.81.0mol/L，ZrOCl2'8H20的含量為0.4~0.6mol/L，表面活性劑的含量為0.010.02mol/L。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的表面活性劑為羧甲基纖維素(CMC)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，煅燒溫度為800900。C。C，時(shí)間為11.5小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的分散劑選自聚乙烯醇或聚乙二醇。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的酸為草酸；其用量為A和B總體積的510%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，懸浮液A中，步驟(1)的載體的含量為0.090.12克/ml，分散劑的含量為0.010.02克/ml;AgN03、NH3H20和水的重量比例為AgN03:NH3H20:水二l:0.30.6:1530。9.根據(jù)權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述方法制備的載銀納米抗菌材料。10.權(quán)利要求9所述的載銀納米抗菌材料在建筑材料、公共場(chǎng)所設(shè)施、醫(yī)療設(shè)施與醫(yī)療器械、日常用品中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種載銀納米抗菌材料及其制備方法和應(yīng)用，包括如下步驟(1)將表面活性劑加入NH₄H₂PO₄和ZrOCl₂·8H₂O的水溶液，共沉淀，濾，水洗，脫水，干燥，粉碎，得到納米介孔磷酸鋯載體；(2)將步驟(1)獲得的載體，加分散劑和水，獲得懸浮液A；將AgNO₃、NH₃·H₂O和水混合，獲得銀氨絡(luò)離子的水溶液B；將A和B混合，加酸，以抑制水解，產(chǎn)生的納米級(jí)銀離子團(tuán)簇附著在載體上，過(guò)濾、水洗、脫水，干燥，煅燒，粉碎，得納米級(jí)銀離子抗菌粉體。本發(fā)明的載銀納米抗菌材料具有長(zhǎng)效穩(wěn)定耐高溫等優(yōu)良的抗菌特性，可以廣泛應(yīng)用于建筑材料、公共場(chǎng)所設(shè)施、醫(yī)療設(shè)施與醫(yī)療器械、日常用品等領(lǐng)域。文檔編號(hào)A01N59/16GK101305735SQ20071004074公開(kāi)日2008年11月19日申請(qǐng)日期2007年5月16日優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日發(fā)明者蔣建明申請(qǐng)人:上海松明寄存設(shè)備有限公司