專利名稱：載銀納米二氧化鈦的制備方法
載銀納米二氧化鈦的制備方法本發(fā)明屬于環(huán)境材料領(lǐng)域，為一種載銀納米二氧化鈦抗菌 劑的制備方法。二氧化鈦光催化抗菌劑和銀系抗菌劑都屬于無機(jī)抗菌劑， 具有安全、持久、廣普等特性，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。但銳鈦型二氧化
鈦禁帶寬度(Eg)為3.2eV，僅當(dāng)存在能量大于其禁帶寬度的波長小于387.5謹(jǐn) 的光照射時(shí)，價(jià)帶上的電子才能被激發(fā)進(jìn)入導(dǎo)帶，形成帶負(fù)電的高活性電子 e.并在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴h+，電子與空穴分離遷移到粒子表面不同位 置，氧化和還原吸附在表面上的有害物質(zhì)。因此，二氧化鈦光催化抗菌劑需 要在紫外光存在的條件下進(jìn)行殺菌，激發(fā)出的自由電子易與空穴復(fù)合使殺菌 效果不理想。銀系抗菌劑是在沸石、磷酸鹽、可溶性玻璃等載體中添加銀離 子進(jìn)行抗菌，這種利用離子交換制備的銀離子抗菌劑需要較高的銀離子含量， 銀離子初期釋放量大使后期效用不足導(dǎo)致緩釋性能不好，并且在高溫或氧化 性氣氛下銀離子容易析出發(fā)生變色。本發(fā)明的目的是將銀以硫酸銀、磷酸銀或氯化銀的形式載 入納米二氧化鈦，實(shí)現(xiàn)二氧化鈦光催化能力的增強(qiáng)并同時(shí)利用銀的殺菌功能，
克服現(xiàn)有無機(jī)抗菌材料二氧化鈦電子對易與空穴復(fù)合和載銀材料銀釋放快及 易變色的不足。
本發(fā)明采用兩種方法載銀， 一種為直接共沉淀， 一種在前驅(qū)體中加入銀 鹽。直接共沉淀將氨水和硝酸銀溶液同時(shí)滴加到硫酸鈦溶液中，不斷攪拌進(jìn) 行反應(yīng)，利用氨水控制最終反應(yīng)pH為5-7，陳化30-45min后過濾洗滌，獲 得正鈦酸載銀前驅(qū)體，進(jìn)一步經(jīng)干燥煅燒后制備出最終產(chǎn)品載銀納米二氧化 鈦抗菌劑粉體。
在前驅(qū)體中進(jìn)行載銀可針對正鈦酸和偏鈦酸實(shí)施，將前驅(qū)體調(diào)漿后加入 硝酸銀和磷酸、硫酸或鹽酸配置溶液，利用前驅(qū)體對酸根的吸附性能，使硝 酸銀與其反應(yīng)沉淀。以正鈦酸前驅(qū)體制備抗菌粉體時(shí)，向含15-25%正鈦酸前
驅(qū)體漿料中加入濃度為20-30g丄"的硝酸銀溶液，并按10-15mg丄"加入磷酸、 硫酸或鹽酸，在50-6(TC下強(qiáng)烈攪拌反應(yīng)1.5-2.5小時(shí)后過濾洗滌，然后將固 體物質(zhì)在80-9(TC烘干，取出進(jìn)行研磨后在400-600 。C下煅燒時(shí)間45-80 min， 冷卻后得到最終產(chǎn)品載銀納米二氧化鈦抗菌劑粉體。采用偏鈦酸前驅(qū)體制備 抗菌粉體時(shí)，將含15-25%偏鈦酸前驅(qū)體漿料中加入濃度為20-30g丄"的硝酸銀溶液，并按10-15mg丄"加入磷酸、硫酸或鹽酸，強(qiáng)烈攪拌反應(yīng)1.5-2.5小 時(shí)后過濾洗滌，然后將固體物質(zhì)在80-9(TC烘干，取出進(jìn)行研磨后在400-600 'C下煅燒時(shí)間45-80 min，冷卻后得到最終產(chǎn)品載銀納米二氧化鈦抗菌劑粉 體。
本發(fā)明在納米二氧化鈦的中間工序加入銀鹽將銀載入納米二氧化鈦，載 銀粉體在低于80(TC熱處理后晶型均為銳鈦型，實(shí)現(xiàn)了利用二氧化鈦制備工 藝自身特性生成難溶性銀鹽來達(dá)到銀的緩釋和防止變色，并且有效地避免了 電子對與空穴的復(fù)合而增強(qiáng)了二氧化鈦的光催化抗菌效果和發(fā)揮銀的抗菌功 能，同時(shí)很好地控制了產(chǎn)品的色澤、粒度、分散性等使用性能，可廣泛使用 在涂料、油漆、陶瓷、衛(wèi)生和聚酯纖維等行業(yè)，顯著提高現(xiàn)有材料的抗菌性 能制備出抗菌材料。
實(shí)施例1:
首先將硫酸鈦液加熱至55X:，強(qiáng)烈攪拌下不斷滴加1: 1的氨水溶液和
濃度為25g丄'1的硝酸銀溶液，控制最終pH為6條件下反應(yīng)2小時(shí)，陳化35min 后過濾洗滌，在85^:下干燥后于550°0煅燒1.2小時(shí)，緩慢冷卻后進(jìn)行粉碎， 制備出載銀納米二氧化鈦抗菌劑。 實(shí)施例2:
以正鈦酸為前驅(qū)體制備載銀二氧化鈦抗菌劑時(shí)，首先將正鈦酸調(diào)為含固 量為20%的漿料，然后在強(qiáng)攪拌下加入濃度為25g丄"的硝酸銀溶液，并按 10mg七"加入磷酸、硫酸或鹽酸，反應(yīng)2小時(shí)后洗滌過濾，然后將固體物在 85t下干燥后于55(TC煅燒1小時(shí)，緩慢冷卻后進(jìn)行粉碎，制備出載銀納米 二氧化鈦抗菌劑。
實(shí)施例3:
以偏鈦酸為前驅(qū)體制備載銀二氧化鈦抗菌劑時(shí)，首先將偏鈦酸調(diào)調(diào)為含 固量為20%的漿料，然后在強(qiáng)攪拌下加入濃度為25g丄"的硝酸銀溶液，并按 10mg七'1加入磷酸、硫酸或鹽酸，反應(yīng)2小時(shí)后洗滌過濾，然后將固體物質(zhì) 在85'C下干燥后于550'C煅燒1小時(shí)，緩慢冷卻后進(jìn)行粉碎，制備出載銀納 米二氧化鈦抗菌劑。
權(quán)利要求
1.一種載銀納米二氧化鈦抗菌劑的制備方法，其特征在于將氨水和硝酸銀溶液同時(shí)滴加到硫酸鈦溶液中，不斷攪拌進(jìn)行反應(yīng)，利用氨水控制最終反應(yīng)pH為5-7，使鈦與銀共沉淀析出，陳化30-45min后過濾洗滌，獲得正鈦酸載銀前驅(qū)體，經(jīng)進(jìn)一步干燥、煅燒后制備出最終產(chǎn)品載銀納米二氧化鈦抗菌劑粉體。
2. —種載銀納米二氧化鈦抗菌劑的制備方法，以正鈦酸為前驅(qū)體，其特 征在于向含15-25%正鈦酸前驅(qū)體漿料中加入濃度為20-30g七'1的硝酸銀溶 液，并按10-15mg.L"加入磷酸、硫酸或鹽酸，在50-60。C下強(qiáng)烈攪拌反應(yīng) 1.5-2.5小時(shí)后過濾洗滌，然后將固體物在80-9(TC烘干，粉碎后在400-600 °C 下煅燒45-80 rnin，冷卻獲得最終產(chǎn)品載銀納米二氧化鈦抗菌劑粉體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的載銀納米二氧化鈦抗菌劑的制備方法，其特征 在于所述的前驅(qū)體為偏鈦酸。
全文摘要
一種載銀納米二氧化鈦抗菌劑的制備方法，將氨水和硝酸銀溶液同時(shí)滴加到硫酸鈦溶液中，不斷攪拌，利用氨水控制最終反應(yīng)pH，使鈦與銀共沉淀析出，陳化后過濾洗滌，再干燥、煅燒制備載銀納米二氧化鈦抗菌劑粉體。也可采用正鈦酸或偏鈦酸為前驅(qū)體，向含15-25％前驅(qū)體漿料中加入濃度為20-30g·L^-1的硝酸銀溶液，并按10-15mg·L^-1加入磷酸、硫酸或鹽酸，在50-60℃下反應(yīng)過濾洗滌，將固體物烘干，粉碎后煅燒，冷卻得到載銀納米二氧化鈦抗菌劑粉體。本發(fā)明利用二氧化鈦制備工藝生成難溶性銀鹽來達(dá)到銀的緩釋和防止變色，并避免了電子對與空穴的復(fù)合，增強(qiáng)了二氧化鈦的光催化抗菌效果，能很好地控制產(chǎn)品的色澤、粒度、分散性。
文檔編號A01P1/00GK101300982SQ200810031600
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者何德文, 兵 彭, 柴立元, 王云燕, 春 苑, 蔡練兵, 閔小波, 韋順文 申請人:中南大學(xué)