[发明专利]运用光子上转换材料制备的抗菌涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种运用光子上转换材料制备的抗菌涂层，该抗菌涂层除了含有光触媒TiO₂，亦含有上转换材料NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺；TiO₂与NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺之间形成异质结结构，在混合了二氧化钛的上转换材料TiO₂/NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上具有溶胶‑凝胶法制得的透明涂层。本发明还提供了一种上述抗菌涂层的制备方法，主要包括以下步骤：(1)上转换材料NaYF4：Yb³⁺，Er³⁺的合成；(2)混合了二氧化钛的上转换材料TiO₂/NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺的合成；(3)溶胶‑凝胶涂层的合成。本发明的抗菌涂层只需普通的照明即可发挥功效，避免了因紫外光对人畜造成危害。

技术领域

本发明涉及抗菌涂层技术领域，尤其涉及一种运用光子上转换材料制备的抗菌涂层及其制备方法。

背景技术

在大城市的公共交通和医疗系统中，公共卫生和环境清洁永远都是大众关心而又不容轻视的问题。不但污染物会存在于空气中，细菌和病毒亦会透过各种对象表面作为媒介(如：门柄、扶手、水龙头和升降机按钮等)而传播开去。目前，其中一种最常用的表面消毒和处理污染物的方案是沉积光催化涂层(PCC)，即是于对象表面涂上一层具备光催化氧化性能的涂层，以氧化空气中的污染物和消除物件上的微生物。

目前一种相对可靠的PCC是利用光敏材料来产生活性氧涂层，而二氧化钛是一种广受采用的光敏材料。当锐钛矿形式的二氧化钛受特定波长的紫外光照射，其光催化氧化和抗微生物功能就会被激发。然而，室内的紫外光强度一般较低，要发挥二氧化钛的功能就必须要安装额外的紫外光灯，这无疑限制了二氧化钛的应用。

因此，本领域的技术人员致力于研发一种运用光子上转换材料来制备而不需要外部紫外光来激发的抗菌涂层及其制备方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是。

为实现上述目的，本发明提供了一种运用光子上转换材料制备的抗菌涂层，该抗菌涂层除了含有光触媒TiO₂，亦含有上转换材料NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺；TiO₂与NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺之间形成异质结结构，在混合了二氧化钛的上转换材料TiO₂/NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上具有溶胶-凝胶法制得的透明涂层。

进一步地，本发明提供了一种上述运用光子上转换材料制备的抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)上转换材料NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺的合成

S11：将12mL硝酸钇、20mL硝酸镱和9mL硝酸铒混合在一起，并持续搅拌30分钟；

S12：将20mL的硝酸钠加入到经S11得到的混合物，并持续搅拌30分钟；

S13：将20-30mL的氟化铵加入到经S12得到混合物，并持续搅拌15分钟；

S14：将0.05-0.5mol/L的乙二铵四乙酸作为稳定剂加入到经S13得到的混合物，并持续搅拌40分钟；

S15：经过S14得到的混合物放到加压釜内，并将加压釜密封，于200℃维持20小时，然后于大气环境中冷却加压釜；