[发明专利]一种负载纳米氧化锌抗菌纸的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载纳米氧化锌抗菌纸的制备方法。该方法以滤纸为基体，将滤纸浸渍到氯化锌溶液中，使Zn²⁺进入滤纸纤维的无定型区内，得到含Zn²⁺滤纸，含Zn²⁺滤纸与碱溶液通过水热法在滤纸纤维表面上生成纳米氧化锌晶体，制得负载纳米氧化锌晶体的抗菌纸。本发明的制备方法可实现纳米氧化锌晶体与滤纸纤维牢固结合，能较好地固定纳米氧化锌晶体，可反复冲洗，重复利用，提高其经济价值。基于纳米氧化锌具有较好的抗菌性能和光催化降解性能，本发明制得的负载纳米氧化锌抗菌纸可被广泛应用于抗菌抑菌和处理废水领域。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域。具体是一种负载纳米氧化锌抗菌纸的制备方法。

背景技术

纳米氧化锌作为纳米技术新兴材料，备受各界研究人员的关注。纳米氧化锌不仅具备了纳米材料所特有的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应等，同时具备了氧化锌的光学、电学、催化性等优点，使得纳米氧化锌在许多领域都有着很重要的应用价值。纳米氧化锌具有较好的抗菌性能和光催化降解性能，被广泛应用于抗菌抑菌和处理废水。但是，纳米氧化锌晶体直接应用于抗菌抑菌和处理废水，其晶体不易回收，纳米颗粒无可避免地会进入到环境中，造成二次污染。

滤纸由纵横交错的纤维组成，且纤维之间空隙较大，这种独特的三维网络结构使得滤纸具有大的表面积，且滤纸具有较好的滤水性能。在实际应用中，通常在纸纤维表面功能化一些纳米材料，使得纸具有独特的性能。常用的纸纤维功能化法通常是化学修饰法，但这种方法修饰的纳米材料与纸纤维具有较差的吸附作用。因此，研究一种有效的方法将纳米材料固定在纤维表面具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种负载纳米氧化锌抗菌纸的制备方法，该制备方法可实现纳米氧化锌晶体与滤纸纤维牢固结合，能较好地固定纳米氧化锌晶体，可反复冲洗，重复利用，制得的抗菌纸具有较好的抗菌性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种负载纳米氧化锌抗菌纸的制备方法，以滤纸为基体，将滤纸浸渍到氯化锌溶液中得到含Zn²⁺滤纸，含Zn²⁺滤纸与碱溶液通过水热法在滤纸纤维表面上生成纳米氧化锌晶体，制得负载有纳米氧化锌晶体的抗菌纸。

上述制备方法，包括以下步骤：

S1.氯化锌溶液的制备：将氯化锌粉末溶解在去离子水中，加热并搅拌至完全溶解，配置成质量分数为45～65％的氯化锌溶液。该浓度下的氯化锌溶液能较好的溶解纤维，有利于Zn²⁺进入到滤纸纤维的无定形区内。

S2.含Zn²⁺滤纸的制备：将步骤S1制得的氯化锌溶液加热至55～85℃，将滤纸完全浸没在氯化锌溶液中，浸渍30～120s后取出，将取出的滤纸洗涤至洗涤液中不再含有Zn²⁺，然后烘干。该制备步骤，使Zn²⁺进入并留在滤纸纤维的无定形区内。该步骤选用滤纸作为基体，滤纸纤维之间空隙较大，具有较好的滤水性能，便于纳米氧化锌晶体生长。

S3.负载纳米氧化锌抗菌纸的制备：将步骤S2制得的含Zn²⁺滤纸完全浸没在pH为11～13的碱溶液中，然后移入水热反应釜中，控制水热反应釜温度为120～180℃，反应时间为12～18h，待冷却至室温后取出，洗涤，烘干，得到负载纳米氧化锌抗菌纸。该制备过程中，滤纸纤维无定型区内的Zn²⁺与OH^-反应生成Zn(OH)₄^2-，再水解生成ZnO，并沉积在纤维上，不断向外生长成为纳米氧化锌晶体，纳米氧化锌晶体从纤维内部生长出来，均匀分布在滤纸纤维的表面上，两者结合牢固。

优选地，所述滤纸为定性滤纸或定量滤纸。