[发明专利]膨润土载纳米银抗菌剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米银抗菌剂，特别是涉及一种以膨润土为载体，将纳米银牢固地载入膨润土片层之间的纳米银抗菌剂，以及该纳米银抗菌剂的制备工艺。

背景技术

抗菌剂通常可分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。天然抗菌剂具有安全无毒、广谱、颜色稳定性好等优点，但加工困难、耐热性差、资源有限等缺点成为制约其发展的问题。有机抗菌剂能有效抑制有害细菌、霉菌的生长与繁殖，见效快，但热稳定性较差、易分解、持久性差，且毒性较大，长时间使用对人体有害，正逐渐被淘汰。由于无机抗菌剂具有抗菌广谱、耐热性好、持久性强等优点，容易产业化，成为抗菌剂领域的研究热点。

无机抗菌剂是利用银、铜、锌、钛等金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的一类抗菌剂。Ag⁺具有抗菌广谱性、杀菌效率高、不易产生抗药性及安全性高等特点，成为无机抗菌剂的代表性物质，近年来进一步发展为纳米银抗菌剂。目前已开发以沸石、二氧化硅、二氧化钛等为载体的载银离子抗菌剂，上述载体与银之间的作用力较弱，导致抗菌效果不是很好。而以载体制备载纳米银抗菌剂的研究较少，通过光化学还原反应制备纳米银抗菌剂的研究更少，因此，开发一种能与银离子或纳米银牢固结合的载体，用来制备载纳米银抗菌剂，增强载体与银之间的作用力，以加强抗菌性能的稳定性和持续性，增强抗菌效果很有意义。

CN 1685830“一种纳米银抗菌粉体及制备方法”以沸石为载体，与纳米银一起构成纳米银粉体，粉体粒度25～70μm，纳米银含量1.0～20%，纳米银粒度1～50nm，优点在于利用了纳米银的抗菌性能，以沸石为载体，具有耐高温的特点，制成的抗菌粉体添加到陶瓷釉料中，烧制的陶瓷制品具有显著的抗菌效果，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等菌种抑制杀死率可达99%以上，主要应用于陶瓷卫生洁具、日用陶瓷，建筑陶瓷等领域。但该粉体粒径较大，制备时间长，应用范围比较局限。

CN 101171929“一种纳米银抗菌剂的制备方法”是在水中加入纳米二氧化硅载体和分散保护剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合均匀，再加入硝酸银和还原剂硼氢化钠，充分反应制得纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封包装。制成的纳米银抗菌剂为液态溶胶体系，分散性好，不易发生团聚，但含银量低，用于制作抗菌陶瓷时，在高温焙烧过程中抗菌性能有较大降低。

上述制备的载银抗菌剂虽然有较好的抗菌性能，但由于其颜色、相态、粒径等因素的影响，使得抗菌剂的使用范围和应用领域比较有限。故需要制备一种颜色稳定、粒径较小、性能稳定，抗菌持续时间久的抗菌剂新材料，以满足塑料、纺织、日化等领域的需求。

膨润土是一种片层结构的硅酸盐，我国自然资源丰富，储量世界第一，已广泛用于水处理、医药、食品、农业、日用化工、纺织印染、石油钻井、铸造和冶金材料等领域。由于其无毒无害，并具有较大的吸附性、独特的片层结构、物理化学稳定性和阳离子交换性等特性，使得膨润土作为载体材料的应用和发展前景广阔。

S.M.Magana等将蒙脱石经过焙烧后，与硝酸银溶液进行离子交换反应，制得银改性蒙脱石，具有较好的抗菌性能。但其制备的纳米银主要分布在膨润土片层的表面，颜色和稳定性不好，并不适合用于塑料与纺织品领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膨润土载纳米银抗菌剂及其制备工艺，将纳米银牢固地载入膨润土的片层之间，以解决现有银抗菌剂易变色、性质不稳定和应用范围比较局限的问题，满足其用于制造抗菌塑料、抗菌纺织品和日用化工抗菌材料的需求。

本发明的膨润土载纳米银抗菌剂是一种以酸化改性的膨润土为载体，在膨润土片层中夹插有纳米银和银氨络离子构成的复合粉体，所述抗菌剂复合粉体的粒径0.1～5μm，含银量0.1～15wt%。

本发明所述膨润土载纳米银抗菌剂复合粉体中，所夹插的纳米银为球状颗粒，粒径5～25nm，其中以8nm左右的居多。

本发明所述膨润土载纳米银抗菌剂的制备工艺是将膨润土酸处理成为酸化改性膨润土，置于多聚磷酸钠水溶液中，加入银氨溶液，光照反应得到膨润土载纳米银抗菌剂。

具体地，所述膨润土载纳米银抗菌剂的制备方法是按照以下步骤进行的。

1）膨润土酸化改性。

将膨润土浸入稀酸溶液中，于90～100℃搅拌1～4h，固液分离，固体物水洗至pH值5～6，得到酸化改性膨润土。

所述的稀酸溶液为无机强酸的水溶液，包括稀盐酸、稀硫酸或稀磷酸等，其中优选为浓度1.5mol/L的稀硫酸。

2）膨润土载纳米银抗菌剂的制备。