[发明专利]一种纳米氧化锌-贝壳粉-粘土复合无机硅酸盐抗菌材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米氧化锌‑贝壳粉‑粘土复合无机硅酸盐抗菌材料及其制备方法，属于无机抗菌材料技术领域。此材料以重量份计包括粘土77～89份，稀土掺杂纳米氧化锌8～13份，贝壳粉10～15份。本发明将稀土掺杂纳米氧化锌和贝壳粉与具有空隙结构的无机载体材料粘土相结合，通过稀土元素增强纳米氧化锌材料的抗菌性，同时降低了成本。本发明利用粘土硅酸盐负载抗菌材料，在烧结后控制抗菌剂的溶出速度，达到长效；利用稀土元素铈增强纳米氧化锌的抗菌性；利用贝壳粉降低金属杀菌剂的使用，无害环保。本发明制备的复合无机硅酸盐抗菌材料具有较好的抗菌性，适用于陶瓷、纺织品、涂料、生物医疗、水净化、塑料、农业、交通、环保、建筑、卫生等领域。

技术领域

本发明涉及无机抗菌材料技术领域，具体涉及一种纳米氧化锌-贝壳粉-粘土复合无机硅酸盐抗菌材料及其制备方法。

背景技术

抗菌材料是一类具有抑菌和杀菌性能的新型功能材料。它常常通过在普通材料中添加或复合一种或几种特定的抗菌成分(抗菌剂)制得，如抗菌塑料、抗菌合成纤维、抗菌陶瓷等。抗菌塑料作为抗菌材料中最引人注目的分支，使用领域十分广泛，具有重要的研究和应用价值。

细菌等致病性微生物是人类健康的主要危害之一，各种塑料制品表面污染和滋生的细菌会对使用者的健康构成一定威胁。在这些塑料制品中加入一定量的抗菌剂即可制成抗菌材料，可以在一定时间内杀死细菌或抑制其繁殖，保持自身清洁状态，减少因使用这些制品而发生的人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉污染。

理想的抗菌剂应当具有抗菌谱广、有效剂量低、作用时间长、不影响塑料性能等特点。现有技术中，纳米氧化锌是常用的抗菌剂，然而，普通纳米氧化锌的抗菌性有待提高，为达到预期的抗菌效果，只能加大剂量，这相应带来一定的安全隐患。此外，目前常规工艺是将塑料与纳米氧化锌直接混配，所得产品不具有控释作用，导致抗菌剂溶出速度不均一，且有效时间较短。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种纳米氧化锌-贝壳粉-粘土复合无机硅酸盐抗菌材料及其制备方法，以解决作为塑料抗菌剂的普通纳米氧化锌，其抗菌性能有待提高的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是，常规抗菌塑料中金属抗菌剂添加量较大。

本发明要解决的再一技术问题是，常规抗菌塑料的抗菌剂溶出速度不均一、有效时间较短。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种纳米氧化锌-贝壳粉-粘土复合无机硅酸盐抗菌材料，包括以下重量份的成分：粘土77～89份，稀土掺杂纳米氧化锌8～13份，贝壳粉10～15份。

作为优选，所述粘土选自以下成分的其中一种或其中若干种：高岭石，膨润土。

作为优选，所述粘土的粉体粒径为3～5μm。

作为优选，所述贝壳粉的粒径为0.5～1μm。

作为优选，所述稀土掺杂纳米氧化锌为Ce⁴⁺掺杂纳米ZnO。

作为优选，所述稀土掺杂纳米氧化锌是由以下方法制备的：以含有高氯酸的蒸馏水为溶剂配制硫酸高铈溶液，取纳米ZnO粉体在去离子水中超声分散20～30min，按nCe(SO₄)₂·4H₂O:nZnO＝1:8～1:12的比例边搅拌边滴加所述硫酸高铈溶液，同时滴加有机碱调节溶液pH值，在中性溶液中以40～100℃的温度恒温搅拌反应1～2h，洗涤，过滤，在100～110℃下干燥1～2h，而后焙烧3.5～4.5h，即得到所述稀土掺杂纳米氧化锌。

在以上技术方案的基础上，本发明进一步提供了上述纳米氧化锌-贝壳粉-粘土复合无机硅酸盐抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：

1)取配方量的黏土，与8～12倍质量的水混合，搅拌4～6min；