[发明专利]一种片状氧化镁或掺杂氧化镁阵列的制备方法

说明书

本发明公开了一种片状氧化镁或掺杂氧化镁阵列的制备方法，其包括：（1）清洗基底；（2）配制生长溶液；（3）生长反应；（4）清洗干燥；（5）高温后处理。本发明针对现有纳米氧化镁颗粒应用中出现的问题，直接采用水热生长技术，将氧化镁纳米片状阵列原位生长于商业基底（金属、陶瓷和高分子纤维）表面，从而生产出纳米阵列基氧化镁抗菌材料。其新型的氧化镁纳米阵列基薄膜具有优异的机械稳定性，独特的阵列空间结构，较大的比表面积和丰富的孔结构。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体的涉及一种片状氧化镁或掺杂氧化镁阵列及其制备方法。

背景技术

氧化镁（MgO）是一种非常重要的工业原料，在冶金、陶瓷、催化、涂料、医药、吸附材料、耐火材料和光学材料等领域被广泛应用。随着科学技术的发展，具有不同结构和功能的氧化镁不断被开发出来，其中包括用于节能灯及等离子体显示的高纯氧化镁、用于催化和生物基因修复的多孔氧化镁、用于低温光学器件、高温超导器件的氧化镁单晶等。近年来，由于具有许多不同于块体氧化镁的光、电、磁、热、化学及力学等性质，纳米氧化镁（nano-MgO）成为一种新型功能无机材料，在许多领域展现了潜在的应用前景，尤其是在与人类生存和健康密切相关的抗菌材料领域显示了独特的优势。纳米氧化镁具有毒性低、耐热性高、环境友好、持久和广谱抗菌等优点，可以克服银系抗菌材料的成本高、易变色、稳定性差、生物毒性的问题，也可以弥补光催化类型抗菌材料抗菌效率低和对紫外光依赖的不足，成为当前抗菌材料领域研究热点。利用抗菌材料抑制或者杀死细菌对于预防细菌的传播和感染、改善环境卫生、保护人类健康具有重要意义。与传统氧化镁相比，纳米氧化镁因其表面具有更多的活性氧和晶格缺陷，此类吸附和表面反应中心能有效产生超氧阴离子自由基O^2-，O^2-具有强氧化性，可以破坏细菌细胞膜壁蛋白肽链，从而迅速杀死细菌。因此开发纳米氧化镁基抗菌材料具有重大意义。

现有纳米氧化镁的生产制备主要包括溶胶凝胶法，沉淀法等传统技术路线，且最终产品全为粉末状。将氧化镁应用于末端产品中还需要进一步将氧化镁成型或者将其涂覆在基底表面，从而达到实际应用目的。将纳米氧化镁做成浆料涂覆与基底表面（金属过滤膜，高分子过滤膜等）是现今使用最广的工艺路线，由于其粉末与基底粘结力弱，其机械稳定性较差；涂覆厚度不均匀且仅有表面层起到抗菌效果，大量深层涂覆的纳米颗粒未能充分发挥作用。

传统涂覆工艺包括粉体制备，浆料配制，喷涂，干燥及其煅烧等一系列工艺步骤。其复杂的工艺步骤给产品最终的质量控制带来极大的困难，且通过涂覆粘结与基底载体表面上的纳米颗粒机械稳定性差，容易发生脱落情况，无法保证产品的稳定使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片状氧化镁或掺杂氧化镁阵列的制备方法。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：

本发明一方面涉及一种片状氧化镁或掺杂氧化镁阵列的制备方法，其特征包括如下步骤：

（1）清洗基底；

（2）配制生长溶液：将镁盐和掺杂组分金属盐溶解于水，然后加入生成反应剂，将金属基底浸入生长溶液；

（3）生长反应：加热至60-120 ºC，并在此温度下保持2-12小时；

（4）清洗干燥；

（5）高温后处理：将干燥后的产品使用马弗炉或微波或红外加热，使纳米片状氧化镁 阵列成型。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的清洗基底步骤是将基底完全浸没在乙醇中，在超声条件下清洗，再用去离子水清洗，之后放入烘箱在干燥。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的基底选自金属、陶瓷或高分子材料。进一步的，从有利于晶体生长的角度出发，所述金属优选为铝。不愿受理论的约束，推测是由于铝的基底在碱性溶液中易被腐蚀，从而表面变粗糙，有利于晶体的进一步生长。