[发明专利]一种提高四针状氧化锌晶须抗菌性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌剂材料的制备方法，尤其涉及四针状氧化锌晶须复合抗菌剂材料的制备方法。

背景技术

有害细菌存在于我们周围的各种场合，如居住的房屋地板、墙面，使用的家具、家电、衣物和日常用品等。1996年，日本大面积爆发的O-157大肠杆菌全国性感染事件，不仅夺去许多人的生命，而且引起全球恐慌。据统计，全球每年因细菌感染导致死亡的人数接近2000万，占死亡总数的30％以上；各医院的交叉细菌感染率超过10％。要有效地防止细菌产生和滋长，使用抗菌材料是最为简单和有效的方法。抗菌材料是指具有杀菌和抑制细菌生长功能的一类新型功能材料。其中无机抗菌剂由于其长效性、稳定性和不易引起抗药性得到了广泛应用。

无机抗菌剂采用物理吸附离子交换方法，将银、铜、锌等金属负载于多孔材料表面，利用金属离子的抗菌作用，通过缓释作用达到长效抑菌的目的。无机抗菌剂不产生耐药性且安全性好，特别是其突出的耐热性(＞600℃)，在多种抗菌制品的应用中有着很大的优势。

现有的无机抗菌剂主要以银和锌离子为主，其中以银离子的抗菌效果最好，但银离子抗菌剂存在易被还原而变色(呈灰黑色)和成本高两大缺点，而且由于还原后变成单质银而丧失或大大减弱其抗菌效果。目前，已有不少报道称纳米材料具有抗菌性，但单纯纳米材料由于粒径太小，具有很大的表面积，很难在使用中充分分散，甚至无法分散。所以使用前都要对其进行表面包覆处理。包覆的结果一方面大大降低了纳米效应和抗菌作用的发挥，另一方面这种处理过程也是非常繁琐的。不仅如此，现有的一些纳米粉体材料(如纳米TiO₂)要依靠光催化才表现出一定的抗菌效果。

日本专利(特开平5-912，特开平8-133918)报导用四针状氧化锌晶须和银盐复合，制备了具有优异抗菌效果的无机抗菌剂并在不同材料和环境中获得应用(特开平-93365，特开平5-78498，特开平78218，特开平6-140731等)，这些日本专利报道的技术利用氧化锌晶须的针状体活性中心及尖端效应，反复激活空气中的水和氧，产生羟基自由基(·OH)和活性氧离子(O₂^-)，破坏细菌生存和增殖能力而使细菌死亡，而达到抗菌效果。但由于使用普通的四针状氧化锌晶须，其晶须长度达30～100μm，根部直径粗达0.1～10μm。其针状体活性中心少，尖端纳米效应差，为了提高其抗菌效果，其方法之一是添加银离子(如ZL 200510115039.9)，然而银离子的掺杂工艺复杂，产品成本高，且受银这一资源的限制。所以，必要开发一种能提高四针状氧化锌晶须抗菌性能，且不易变色的、成本低廉的抗菌剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高四针状氧化锌晶须抗菌性能的方法，用该法处理过的四针状氧化锌晶须杀菌抑菌力更强，使用中不变色、且成本低廉，易于推广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种提高四针状氧化锌晶须抗菌性能的方法，其步骤是：

A、将粉状的四针状氧化锌晶须加入到酒石酸钾钠的水溶液中形成糊状或悬浊液，搅拌10～30分钟，所述的酒石酸钾钠和四针状氧化锌晶须的摩尔比为0.1～1∶100，所述的酒石酸钾钠水溶液的量大于或等于能浸没四针状氧化锌晶须并能形成稀糊状的量；再在搅拌状态下缓慢加入与酒石酸钾钠等摩尔量氯化铜的水溶液；之后，继续搅拌30～60分钟；最后，经过滤、洗涤、烘干，得表面原位沉积有纳米酒石酸铜的四针状氧化锌晶须复合物粉末；

B、将A步得到的复合物粉末在氢气气氛中升温至270～300℃保温15～60分钟，冷却至室温，得到表面沉积纳米铜的四针状氧化锌晶须粉末。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过四针状氧化锌晶须在溶液中均匀吸附酒石酸钾钠，然后在滴加等量氯化铜的过程中，氯化铜与酒石酸钾钠反应生成纳米酒石酸铜，从而实现了纳米酒石酸铜在四针状氧化锌晶须的表面原位沉积。再在氢气气氛中高温处理使酒石酸铜热分解为纳米单质铜，从而得到表面均匀沉积纳米单质铜的四针状氧化锌晶须。

通过以上特有的纳米铜原位沉积改性工艺，本发明实现了纳米铜颗粒均匀而稳定地沉积在四针状氧化锌晶须表面，纳米铜粒径为20nm左右；4小时杀菌率由68.0％提高到了98.5％～99.9％，明显提高了其抗菌效果。

相对于昂贵的Ag沉积和掺杂，本方法沉积的纳米铜，其价格低廉；且沉积的纳米铜在使用过程中不变色，更受欢迎，推广容易，具有更加广阔的应用前景。

上述的洗涤为先用水洗，再用酒精洗。