[发明专利]一种抗菌微晶玻璃陶瓷及其制备方法、抗菌再生方法与应用

说明书

本发明提供了一种抗菌微晶玻璃陶瓷及其制备方法、抗菌再生方法与应用，所述制备方法选用SrCOsubgt;3/subgt;、Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Bsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、TiOsubgt;2/subgt;、Ersubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Ybsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;作为原料并控制其质量百分比，依次经过混合、熔炼、倒入模具与结晶化得到微晶玻璃陶瓷粗品，通过酸浸侵蚀可以将微晶玻璃陶瓷粗品表面的Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;转化成原位BiOX(X＝F，Cl，Br或I中任意一种)并形成BiOX与TiOsubgt;2/subgt;的异质结，使得上转换微晶玻璃与半导体光催化材料相结合，制备得到近红外响应的光催化型抗菌微晶玻璃陶瓷，在光照条件下，可以产生活性氧自由基诱导细菌死亡，具有光催化抗菌活性高且可再生、结构稳定性好、耐高温性能好等优点。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，尤其涉及一种抗菌微晶玻璃陶瓷及其制备方法、抗菌再生方法与应用。

背景技术

细菌感染一直威胁着世界各地的人类健康，每年有数百万人死于病原微生物。特别是受目前新冠病毒疫情在全球范围内持续存在的影响，病毒性肺炎继发细菌感染显著增加患者死亡风险，因此人们对玻璃陶瓷的微生物安全性越发重视。普通玻璃陶瓷器皿在使用环境中比较容易受到细菌污染，难以对人们的生产生活提供保护，因此，人们迫切需要开发一种具有高效抗菌性能的玻璃陶瓷器皿。

目前为了实现陶瓷的抗菌功能，陶瓷行业通常的做法是添加金属型抗菌粉。例如，中国发明专利CN107265862A公开了一种银离子抗菌陶瓷的制备方法，所述的抗菌陶瓷是将含有银的氧化物加入陶瓷釉料混合均匀，制得含有杀菌有效成分银离子的陶瓷泥土坯，同时使用具有抗菌作用的光催化剂对所述陶瓷泥土坯进行喷涂，烧制后得到阴离子抗菌陶瓷。中国发明专利CN110547302B公开了一种抗菌粉体及其制备方法和用途，所述抗菌粉体以硅的氧化物作为载体，负载银铜锌复合金属元素，可广泛用于对塑料、陶瓷等材料抗菌性能的提升。然而，研究表明，细菌在与纳米金属接触过程中能够产生鞭毛蛋白，促使纳米金属颗粒团聚，从而使得细菌产生耐性，而且金属的引入往往使得陶瓷颜色改变，影响陶瓷器皿的美观性。

为此，陶瓷行业也着眼于对光催化抗菌材料的相关研究，光催化抗菌材料通过利用光激发半导体产生活性氧进行抗菌，可以避免细菌抗性的问题。如CN112646447A发明专利公开了一种纳米二氧化钛紫外光催化净化涂层的制备方法，利用TiO₂在紫外光照下实现杀菌来避免细菌抗性的产生。然而，其仅能利用太阳光中5％的紫外光，故存在光能占比小、光穿透性差、反应物与催化材料光竞争等固有属性。此外，通过将光敏抗菌剂与有机物混合涂覆的方法，存在抗菌活性位点暴露差，结构稳定性弱，不耐高温，抗菌活性修复困难等问题。

微晶玻璃属于无机非金属材料，是一种新型的建筑材料的综合玻璃，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和普通玻璃看起来大不相同，它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。微晶玻璃是通过不同的处理方法控制玻璃析晶形成的一种无机非金属材料，具有优异的光学、机械、生物等性能，易于加工成型并适合大规模生产。

为了提高微晶玻璃陶瓷的抗菌性能，本发明开发出了一种新型的抗菌微晶玻璃陶瓷及其制备方法、抗菌再生方法与应用。

发明内容