[发明专利]一种纳米银复合杀菌剂的原位制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及一种纳米银复合杀菌剂的原位制备方法。

背景技术

众所周知，各种生活物品容易滋生对人体有害的细菌，甚至产生有害化学物质。随着生活水平的提高，人们对于生活器具灭菌处理的需求也越来越大，所以各种杀菌剂也成为当今抗菌领域新的研究热点。目前，市面上的杀菌剂主要可以分为有机杀菌剂和无机杀菌剂，而有机杀菌剂主要存在抗菌种类单一、对人体伤害较大、容易使细菌产生抗药性、热稳定性较差等诸多问题。而无机杀菌剂在广泛性、安全性、持久性及热稳定性方面都存在着明显的优势。纳米银及其复合材料则是其中的代表，由于其出色的杀菌性和无毒性而被广泛应用于各个领域，尤其是医药卫生行业。但是不足之处在于纳米银颗粒的粒径太小，所以易造成团聚而影响其杀菌性能的发挥，同时，纳米银颗粒的回收也是目前所面临的一个难题。

为了解决上述问题，人们开始尝试将纳米银负载于一些特定载体之上，制备出了一系列纳米银复合杀菌剂。其中，羟基磷灰石由于其具有生物相容性好、物理化学性质稳定和机械性能优良等诸多优点，受到了科研工作者越来越多的关注。目前，关于羟基磷灰石/银复合材料的制备方法已有很多，比较常见的有电沉积法和离子交换法。其中鲁雄等人(中国专利：200810147664.5)使用一种脉冲电化学沉积制备羟基磷灰石/纳米银抗菌复合涂层的方法，用钙盐、磷酸盐、硝酸银以及适量的配位剂配制一定浓度、pH值的电解液，在具有三电极系统的电解槽中进行电沉积，最终制得均匀的羟基磷灰石/纳米银抗菌复合涂层。叶剑清等人(中国专利：200810028762.7)采用阴极电沉积法，将含钙离子、磷酸二氢根和银离子的水溶液，以钛片作为工作电极，外加电场进行恒电位沉积，然后通过碱溶液热处理，即得银/羟基磷灰石纳米复合材料。刘榕芳等人(应用化学，20，6，547-551)在含钙磷的水溶液和烟酸镀银液中，通过二次电沉积制备银/羟基磷灰石复合涂层。朱鹏播(中国专利：200810103452.7)将羟基磷灰石加入到硝酸银和硝酸铈的混合溶液中进行水热反应，将Ca⁺由Ag⁺置换后制备出载银羟基磷灰石。张力等人(中国专利：200810152897.4)将AgNO₃水溶液与羟基磷灰石混合，在避光条件下搅拌，进行离子交换反应，将沉淀煅烧后制备出载银羟基磷灰石。李轩琦等人(硅酸盐通报，27，1，12-15)将羟基磷灰石在AgNO₃水溶液中浸泡，经离子交换后制备出载银羟基磷灰石。宋磊等人(中国专利：201010147634.1)将含有银离子的羟基磷灰石涂层通过液相等离子喷涂在基底材料上，制备出载银羟基磷灰石涂层。这些方法制备出的羟基磷灰石/银复合材料，虽然可以部分的解决直接使用纳米银所带来的问题，但是普遍存在着工艺复杂，生产设备及原料价格高，工艺复杂，结合牢固度不足，杀菌效果不理想等诸多问题，难以在工业上得到大规模应用，而且回收困难，不符合绿色化学和低碳的社会要求。

本发明针对现有纳米银及其复合产物制备和使用中的不足，创造性的提出了一种简单且高效的新型纳米银复合杀菌剂原位制备方法。该方法着眼于提高纳米银的杀菌性能和使用效率，同时大幅度提高纳米复合催化剂的回收率。由于本方法所制备的羟基磷灰石具有独特的大比表面积纳米球链结构，并且在银离子的还原过程中伴随着微形变，可以使得纳米银更牢固吸附于其表面上，有效解决了由于纳米银粒径太小而引起的团聚、易脱落的问题，提高了纳米银的杀菌性能，同时在达到相同的杀菌效果时，减少了银的使用量，有效地降低了成本。本方法通过原位还原的方法将银离子在羟基磷灰石表面转化为纳米银颗粒，不需要添加偶联剂或者表面处理操作，较常规方法更加环保且工艺简单。同时本方法所制备的羟基磷灰石纳米组装球链长度约20～40μm，直径约为1～4μm，经复合后的纳米银杀菌剂相较于粒径为纳米级的纯纳米银杀菌剂或其他相关的复合材料更加容易回收。

发明内容

本发明的目的在于提出一种纳米银复合杀菌剂的原位制备方法，获得杀菌性能优越，纳米银与作为载体的羟基磷灰石牢固结合的一种新型复合杀菌剂，解决现有银与载体材料制备工艺复杂、不能牢固结合、杀菌效果不理想且难于回收等问题，同时有效的降低杀灭单位数量细菌所需要的银的使用量，提高杀菌剂的使用效率，降低杀菌剂的使用成本。