[发明专利]纳米氧化亚铜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纳米氧化亚铜及其制备方法和应用。该纳米氧化亚铜的制备方法，包括如下步骤：将二价铜盐和碱性物质在溶剂中发生复分解反应，得到沉淀物；将沉淀物在分散剂中分散，并加入还原剂进行还原反应，取固体，干燥，得到纳米氧化亚铜；其中，复分解反应和还原反应的条件均为于10℃～37℃反应0.5h～4h；二价铜盐中铜离子、碱性物质及还原剂的物质的量之比为1:(1.5～3.5):(0.01～1.0)；碱性物质为氨水及碱金属氢氧化物中的至少一种。上述纳米氧化亚铜的制备方法通过二步法，调控原料在特定比例范围，且同时控制复分解反应和还原反应在特定条件进行，可制得纳米尺寸且本身具有抗菌抗病毒性能的氧化亚铜。

技术领域

本发明涉及抗菌材料合成技术领域，特别是涉及一种纳米氧化亚铜及其制备方法和应用。

背景技术

抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。氧化亚铜是正一价铜的氧化物，也是一种禁带宽度为2.17eV的p型半导体。氧化亚铜因其性价比高、具有可接受的成本和独特的理化性能而广泛应用于船舶防污涂料、纺织品、建材、塑料、空调滤网、动物饲料、农用杀菌剂、陶瓷、玻璃及光催化等领域。氧化亚铜也具有一定的抗菌性能，然而其抗菌性能和其存在状态有很大关系。通常微米或亚微米级的氧化亚铜仅具备微弱的抗菌活性，而纳米尺寸的氧化亚铜由于其独特的尺寸效应及形貌结构而具有更高的抗菌活性。

微米级或亚微米级氧化亚铜已经实现工业化生产，其粉末外观颜色通常呈现砖红色或者鲜红色，它不易溶于水，在潮湿空气中会缓慢氧化为黑色的氧化铜，它在水中分散性较差，通常静置一晚上就会沉淀下来，加上微米或亚微米的大尺寸，因而应用场景受限。纳米尺寸的氧化亚铜虽然具有更好的抗菌活性，但是其易被空气氧化，这种不稳定性加上放大生产工艺的复杂性限制了其在工业上大规模生产应用。

目前关于纳米级氧化亚铜的制备和抑菌应用已有不少相关专利申请。一种技术公开了将含有葡萄糖溶液的细菌纤维素水凝胶浸泡在NaOH和铜离子水溶液中，加热加压反应得到细菌纤维素复合氧化亚铜抗菌敷料，得到的是微米级正八面体晶型的砖红色氧化亚铜，其实际上并非纳米尺度，而大尺寸氧化亚铜的抗菌效果依赖于较大添加量。另一种技术公开了一种含纳米氧化亚铜的可见光激发抗菌涂层的制备方法，得到的是600nm大尺寸的立方体型氧化亚铜，其实际的尺寸依然并非纳米尺寸，并且需要掺杂纳米Ag或ZnO纳米颗粒才能发挥较好的抗菌活性。

综上，目前已经实现工业生产和应用的氧化亚铜基本都在微米尺度以上，且其抗菌性能普遍不佳，需添加其它抗菌活性成分方能实现较好的抗菌功能。

发明内容

基于传统微米尺寸的氧化亚铜的抗菌性能不佳的问题，有必要提供一种抗菌性能较好的纳米氧化亚铜及其制备方法和应用。

本发明是通过如下的技术方案实现的。

本发明的一个方面提供了一种纳米氧化亚铜的制备方法，包括如下步骤：

将二价铜盐和碱性物质在溶剂中发生复分解反应，得到沉淀物；

将所述沉淀物在分散剂中分散，并加入还原剂进行还原反应，取固体，干燥，得到所述纳米氧化亚铜；

其中，所述复分解反应和所述还原反应的条件均为10℃～37℃反应0.5h～4h；所述二价铜盐中铜离子、所述碱性物质及所述还原剂的物质的量之比为1:(1.5～3.5):(0.01～1.0)；所述碱性物质为氨水及碱金属氢氧化物中的至少一种。

在所有实施例中，所述二价铜盐中铜离子、所述碱性物质及所述还原剂的物质的量之比为1:(1.5～3.5):(0.04～1.0)。

在其中一些实施例中，所述二价铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜和醋酸铜中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述溶剂为水。

在其中一些实施例中，所述还原剂为硼氢化钠、次亚磷酸钠及抗坏血酸中的至少一种；和/或