[发明专利]一种具有微纳孔洞结构的铜银锌合金及其制备方法与应用

说明书

本发明为一种具有微纳孔洞结构的铜银锌合金及其制备方法与应用。该合金的组成为Cu_xZr_yAg_zZn₅，其中，合金中元素原子百分比为Cu：Zr：Ag：Zn＝x：y：z：5，35≤x≤45，30≤y≤40，10≤z≤30，且x+y+z＝95；合金是直径为Ф0.9～2.9mm的棒材，内部为非晶芯，外层是80～150μm厚度的多孔层，该多孔层同时具有微米孔和纳米孔结构，纳米孔的孔径尺寸为20～150nm，三角形微米孔的孔径尺寸为2～5μm。本发明得到的具有微纳孔洞结构的铜银锌合金仍保留内部非晶芯，外层是一定厚度的多孔层，内部非晶芯的支撑使得制备的抗菌剂也具有优异的力学性能。

技术领域：

本发明属于纳米多孔材料制备和抗菌剂技术领域，具体涉及一种具有微纳孔洞结构的铜银锌合金及其制备方法与应用。

背景技术：

人类生活环境中存在各种细菌、霉菌，时刻威胁人们的安全健康，因此人们对抗菌材料的需求日益增加。抗菌剂是具有杀菌或抑菌效果的一类材料，分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三类。其中有机抗菌剂虽然抗菌效果较好，但是耐热性差、易分解、使用寿命短，一般只能用来进行一次性灭菌；天然抗菌剂主要成分为天然植物的提取物，对环境污染小，但受到资源及加工条件的制约，不能广泛应用。而无机系抗菌剂具有抗菌谱宽、毒性低、耐热性好、不易产生抗药性和安全性高等优点，受到人们越来越多的重视，成为新型抗菌剂研发的主流。

无机抗菌剂是利用金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的一类抗菌剂。具有抗菌效果的金属主要为Ag、Hg、Cu、Cd、Zn等，由于Hg、Cd等金属的毒性较大，实际上用作抗菌剂的金属主要为Ag、Cu和Zn，其中Ag、Cu的杀菌能力最强，Zn也具备一定的杀菌能力，成为无机抗菌剂中的首选。Ag对多种革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌来说是最好的无机抗菌剂，而Cu对真菌和霉菌是较好的抗菌剂，结合两种高效抗菌成分，同时掺加微量Zn，可得到对多种细菌和霉菌均有高效抗菌性的材料。

在先技术，公开号CN102642821A“一种含银铜离子无机抗菌的制备方法以及含银铜离子无机抗菌剂的制备方法”，该专利中，含银铜离子无机抗菌剂的制备步骤包括：将ZrOCl₂·8H₂O、NaH₂PO₄·2H₂O和Na₂C₂O₄混合成溶液发生反应合成Na_0.64H_0.36Zr₂(PO₄)₃·H₂O，将提纯后的Na_0.64H_0.36Zr₂(PO₄)₃·H₂O制成水悬液并加入Cu(NO₃)₂，同时加入催化剂NaF，合成铜离子交换物；提纯铜离子交换物；将铜离子交换物制成水悬液并加入AgNO₃，合成Ag_0.1Cu_0.08Na_0.82Zr₂(PO₄)₃·H₂O；提纯后在105℃温度下烘干继续630℃高温处理4h，再经流化床与对撞式汽流粉碎，可以得到含银铜离子无机抗菌剂。该技术制得的抗菌剂制备步骤繁琐，需多次提纯，并借助催化剂才能完成反应；且平均粒径约1μm，粒径尺寸过大降低材料比表面积，影响银铜离子杀菌利用率；且粉末状材料在使用过程中还易发生团聚，使用过后不易回收，造成二次污染。

在先技术，公开号CN102845471B“一种银基复合颗粒、其制备方法及含有该颗粒的抗菌剂”，该专利公开了一种具有杀菌作用的复合颗粒及其制备方法，涉及一种包含单质银粒子或银化合物的复合颗粒作为主要成分的抗菌剂，该技术制得的单质银粒子或银化合物的复合颗粒抗菌剂制备繁琐、生产周期长；银系单一抗菌剂对细菌的杀灭效果较好，但是对真菌或霉菌杀菌效果不理想。