[发明专利]一种大孔二氧化钛载纳米银抗菌助剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型塑料抗菌助剂制备领域，具体涉及一种大孔二氧化钛负载纳米银抗菌助剂的制备方法。

技术背景

人们每天都接触各类带菌的物体，如电话、洗衣机、电脑、电器开关等，它们都会成为细菌的污染源和疾病传播源。为此，研究者们开展了各种抗菌材料及其抗菌制品的研究工作。在各种抗菌制品中，抗菌塑料由于与人们生活密切相关，近年来被广泛关注。抗菌塑料的研究工作始于20世纪80年代，近年来，日本、美国和西欧等发达国家的抗菌塑料都有很大发展，特别是日本，抗菌塑料的应用面很广，涉及到家电、食品包装、文化用品、厨房用品、汽车配件和电线电缆等许多方面，现在又将抗菌塑料应用于建筑材料和室内装饰材料中。在国内，抗菌产品行业刚刚起步，随着人们对健康问题的重视，抗菌塑料未来将会有不可预估的市场前景。

抗菌塑料是抗菌材料中的一个分支，是一类具有抗菌功能的材料，通常是指在塑料中添加抗菌剂，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内抑制或杀死玷污在塑料上的细菌；其与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。现有的抗菌剂可分为有机抗菌剂、无机抗菌剂、天然抗菌剂以及刚起步的高分子抗菌剂四大类。天然抗菌剂主要由天然植物提取而得，资源有限；有机抗菌剂虽然已有几十年的应用历史，但易产生耐药性且分解产物经常有毒；高分子抗菌剂起步较晚，研究不成熟；无机抗菌剂具有稳定、安全、抗菌谱广、适于高温加工等优点，成为首选的抗菌剂。无机纳米抗菌剂是以纳米技术为基础而研制成的纳米级的新型抗菌产品，由于具有量子效应、小尺寸效应和极大的比表面积，其具有传统无机抗菌剂所无法比拟的优良抗菌性能，且安全性极高，是一种长效、耐热的抗菌剂。如纳米银具有超强的活性及渗透性，其杀菌作用是普通银的数百倍。另外，纳米银具有独特的表面电子特性，使其可以与细菌蛋白质分子上的疏基、胺基等吸电子基团形成配体，从而进一步增强抗菌效果。

光触媒类抗菌剂中TiO₂以其毒性低、对皮肤无刺激、在紫外光激发下具有即效、长久以及广谱的抗菌性能而为目前最广泛研究的光催化抗菌剂。TiO₂抗菌剂的光催化杀菌机理可解释如下：TiO₂是一种半导体光催化剂，具有能带结构，当 TiO₂受到能量大于或等于禁带宽度的光激发时，TiO₂中的电子从价带跃迁到导带，电子（e-）-空穴（h+）对在光催化剂表面形成。TiO₂表面的O₂俘获产生的负离子生成 O₂–，带正电的空穴和 TiO₂的表面的 OH–、H₂O 反应产生-OH。最后，产生的 O₂–和-OH 具有较强的活性，可把细胞中的有机化合物氧化成 CO₂和 H₂O。因此，TiO₂不仅能够起到杀菌，同时具有分解异味气体、内毒素甚至清除细菌残骸的作用。然而，单独使用 Ag+或 TiO₂作为抗菌剂的局限性都很大。金属银的价格昂贵，且重金属离子的释放将对环境和人体健康产生不利影响，此外 Ag+化学性质活泼，容易转变为棕色的氧化银或黑色的单质银，不宜应用在浅色制品中。TiO₂在光的照射下才能发挥出抗菌效果，而在许多长年无光照射场合应用受到限制。因此，很多科学家致力于研究Ag/TiO₂。

纳米复合抗菌剂，它既利用了银离子化合物的一般杀菌作用，又利用了二氧化钛在光催化作用下的强化杀菌作用，最小化地释放潜在的毒性离子。这种新型无机纳米抗菌剂引起人们的高度重视。

塑料制品（涉及到食品包装、家用电器、卫生间设施、厨房用具等领域）在日常生活中接触频繁，除了生物降解塑料外，大多数塑料受细菌侵害并不分解，因此大多数塑料制品表面易沾染和滋生多种致病细菌且成为传染疾病的媒介，特别是在潮湿环境中，细菌更容易在塑料表面繁殖，造成塑料外观不良，并且产生难闻的恶臭气味，同时损害人体健康。因此研究开发添加 Ag/TiO₂抗菌剂的抗菌塑料对净化环境、提高人们健康水平具有积极和重要意义

将单质银负载在TiO₂ 上，不仅可降低银系无机抗菌剂成本、充分利用载体的高比表面积，还可将载银抗菌剂添加到衣物纤维、塑料、建材和家用电器中，从而扩大抗菌材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种大孔二氧化钛负载纳米银抗菌助剂的制备方法。