本發(fā)明專利技術(shù)提供一種制備載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體的方法，屬于抗菌材料技術(shù)領(lǐng)域，所述制備方法以季銨鹽陽離子表面活性劑為模板，用正硅酸乙酯為硅源，在堿性條件下利用雙注的方法，來制備抗菌粉體，所得粉體粒徑在幾十納米到幾百納米之間，粉體上的納米銀分散性好且保留了原有的介孔氧化硅有序的孔道結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品抑菌率高，合成步驟簡便，可廣泛應(yīng)用于纖維、塑料、陶瓷等抗菌材料。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種制備抗菌介孔材料的方法，具體而言，涉及，屬于抗菌材料領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
隨著科技的迅速發(fā)展以及生活水平的日益提高，人們對身體健康和日常生活的健康化要求越來越高。因此，工作生活環(huán)境及日常生活用品的健康化無可置疑地成為當今的一個發(fā)展潮流。1996年日本發(fā)生了全國范圍內(nèi)的病源性大腸桿菌0-157感染事件，引起了全世界的恐慌，也由此引發(fā)了抗菌劑開發(fā)和應(yīng)用的高潮。后來歐盟國家的“瘋牛病”、美國的“炭疽”病毒、印度洋海嘯過后的瘧疾和霍亂、直至我國爆發(fā)的“非典”事件以及全世界范圍的“禽流感”和“豬流感”，使人們對疾病控制和預(yù)防的重視提高到了前所未有的高度。由于這些原因，公眾對自身工作、生活環(huán)境的衛(wèi)生要求進一步提高，這些都促進了抗菌材料和技術(shù)的快速發(fā)展。無機抗菌介孔材料被公認為是一種非常有前景的材料，這是因為介孔材料具有的納米級孔徑尺寸、高的比表面積和單一有序的介觀結(jié)構(gòu)，使其成為目前科技領(lǐng)域重要的研究課題。在無機抗菌劑中，常用的抗菌成分僅限于銀、銅、鋅三種金屬，而銀的抗菌能力要遠遠強于鋅和銅的抗菌能力，同時考慮到將來環(huán)境中的重金屬污染和顏色污染排除鋅和銅，因此，目前銀系抗菌劑的應(yīng)用最為廣泛。然而，銀系抗菌劑依舊有很多缺點，如價格高，容易團聚，易氧化而成黑色且降低抗菌能力等，這些因素應(yīng)予以考慮。1992年，美國Mobil公司的研究人員首次報道人工合成M41S系列有序介孔二氧化娃，這一系列介孔材料孔徑分布單一、孔道結(jié)構(gòu)規(guī)整，其中包括孔道呈六方排列的MCM-41、孔道呈立方排列的MCM-48以及孔道為層狀結(jié)構(gòu)的MCM-50。而對于MCM-41介孔氧化硅來說其孔徑均勻，具有高比表面積和大吸附容量的特點，比沸石和磷鋁酸鹽等微孔材料更有利于有機分子的快速擴散，這使得它能更好的吸附污染物質(zhì)和更好地催化降解反應(yīng)，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)孔徑和酸性濃度、強度，這類介孔材料在催化、吸附等環(huán)境保護方面具有相當大的潛在價值。中國專利公開號CN1919000A公開了一種載銀銨改性納米沸石抗菌劑及其制備方法將納米沸石粉末與氯化銨溶液混合反應(yīng)，用水抽濾、洗滌至濾液用硝酸銀溶液檢驗無白色沉淀生成為止，再烘干，經(jīng)研磨制得銨改性納米沸石；再將銨改性納米沸石分散于水中，加入AgNO3，用去離子水抽濾、洗滌后烘干，研磨后制得載銀銨改性納米沸石抗菌劑。但是，該技術(shù)是通過浸泡的方法將銀載上去 的，銀容易脫落，且得到的沸石分子篩沒有較固定的形貌。中國專利CN1817138公開了一種納米介孔載銀抗菌劑及其制備方法，其涉及的納米介孔載銀抗菌劑，以具有有序介孔結(jié)構(gòu)的無機氧化物為載體，以單質(zhì)態(tài)銀為抗菌活性組分，合成產(chǎn)品具有規(guī)則的介孔結(jié)構(gòu)、大比表面積和孔徑分布均勻的特點。但是，該技術(shù)所合成的介孔載銀抗菌劑是對合成的材料本身進行后期的煅燒而得到的抗菌劑，其表面的納米銀并不能很牢固的固定在介孔材料上，多次洗滌或者摩擦后容易脫落，例如Ag/MCM-41抗菌劑是先合成介孔MCM-41然后通過超聲浸泡，最后煅燒而得的抗菌劑。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，本專利技術(shù)的一個目的在于提供，本專利技術(shù)的另一個目的在于提供一種載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體，本專利技術(shù)的再一個目的在于提供一種載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體的用途。本專利技術(shù)的目的，是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一方面，本專利技術(shù)提供，其中，所述方法包括如下步驟I)將季銨鹽陽離子表面活性劑加入到堿性溶液中，加熱反應(yīng)，待溶液澄清后，滴加用醇稀釋的硅源，攪拌10-20min，得到含有氧化硅納米顆粒的混合液；2)利用雙注的方法，向步驟I)所得物中同時滴加用硅烷偶聯(lián)劑修飾的無機銀鹽溶液和用醇稀釋的硅源，攪拌2h，得到固液混合物；3)在攪拌下向步驟2)所得物中滴加還原劑，然后繼續(xù)攪拌Ih至反應(yīng)完全，過濾，將濾餅烘干并研磨，即得到載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體。進一步，根據(jù)前述的制備方法，在步驟 I)中，所述季銨鹽陽離子表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)或十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)，優(yōu)選為CTAB ；所述堿性溶液由去離子水與NaOH溶液配制而成，優(yōu)選地，所述堿性溶液的pH值為9-12，堿性強度太低不利于合成介孔材料，pH值為9-12即可，優(yōu)選地，所述NaOH溶液還可以替換為KOH溶液或氨水；所述反應(yīng)溫度為60 85°C，優(yōu)選為75°C。進一步，根據(jù)前述的制備方法，步驟2)中，所述娃燒偶聯(lián)劑包括Ν_β (氨乙基)-Y-氨丙基二甲氧基娃燒(TSD)或Y _氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)，優(yōu)選為TSD ；所述無機銀鹽為可溶于水或者甲醇、乙醇等醇溶液的無機銀鹽，其包括硝酸銀(AgNO3)或硫酸銀(Ag2SO4)，優(yōu)選為 AgNO3 ；所述無機銀鹽溶液的濃度在用硅烷偶聯(lián)劑修飾前為O. 3-1. Owt %。進一步，根據(jù)前述的制備方法，在步驟I)或2)中，所述用醇稀釋的硅源中，所述硅源包括正硅酸乙酯(TEOS)、硅酸鈉或硅酸鉀，優(yōu)選TE0S，所述醇包括甲醇、乙醇或異丙醇，優(yōu)選甲醇。進一步，根據(jù)前述的制備方法，在步驟3)中，所述還原劑為35-40wt%的甲醛水溶液即福爾馬林，優(yōu)選地，所述還原劑還包括水合聯(lián)肼、檸檬酸鈉水溶液、硼氫化鈉水溶液或磷酸二氫鈉水溶液。進一步，根據(jù)前述的制備方法，其中，所述方法還包括步驟4)通過回流萃取去除所述抗菌粉體中殘留的季銨鹽陽離子表面活性劑，由于季銨鹽陽離子表面活性劑本身具有細胞毒性，其本身也具有殺菌的性質(zhì)，將抗菌粉體直接應(yīng)用于人體時，會對人體的表皮細胞產(chǎn)生影響，因此在粉體應(yīng)用到人體織物時可以去除其中的表面活性劑。去除表面活性劑通常采用煅燒法，但這會使粉體表面的銀脫落，影響抗菌性，本專利技術(shù)采用回流萃取的方法則不會導(dǎo)致上述問題。另一方面，本專利技術(shù)還提供一種根據(jù)前述方法制備的載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體，其中，所述粉體的粒徑為50_300nm ；所述抗菌粉體的表面和內(nèi)部均含有單分散的納米銀，含銀量約為4_6wt%，所述納米銀的粒徑為2-15nm，所述抗菌粉體的最小抑菌濃度(MIC)在不去除季銨鹽陽離子表面活性劑時為25 μ g/ml，去除季銨鹽陽離子表面活性劑時為50μ g/ml。再一方面，本專利技術(shù)又提供一種載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體在抗菌材料中的應(yīng)用，其中，所述抗菌材料包括纖維、塑料或陶瓷材料。根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選的實施方案，本專利技術(shù)制備載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體的方法包括如下步驟I)將O. 2-0. 4g的CTAB加入到配有100_130ml去離子水和1. 0-2. Oml的NaOH溶液(2M)的三口燒瓶中，反應(yīng)溫度為60-85°C，待溶液攪拌澄清以后，首先滴加3ml的TEOS的甲醇溶液(即用5-10ml甲醇稀釋l-3ml的TE0S)，攪拌IOmin ；2)利用雙注的方法向步驟I)的反應(yīng)體系中滴加IOml用TSD(O. 3-1. 5ml)修飾的AgNO3(O. 3-1. Owt%，此濃度為修飾前銀鹽溶液的濃度)溶液和步驟I)剩余的TEOS的甲醇溶液，攪拌2h ；3)向步驟2)的反應(yīng)體系中滴加2_5ml福爾馬林(35_40wt%的甲醛水溶液)，繼續(xù)攪拌lh，過濾，烘干，研磨，即得到載 單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體。本專利技術(shù)的有益效果如下本專利技術(shù)制備得到的載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體具有孔徑分布較窄本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種制備載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：1)將季銨鹽陽離子表面活性劑加入到堿性溶液中，加熱反應(yīng)，待溶液澄清后，滴加用醇稀釋的硅源，攪拌，得到含有氧化硅納米顆粒的混合液；；2)利用雙注的方法，向步驟1)所得物中同時滴加用硅烷偶聯(lián)劑修飾的無機銀鹽溶液和用醇稀釋的硅源，攪拌，得到固液混合物；3)在攪拌下向步驟2)所得物中滴加還原劑，然后繼續(xù)攪拌至反應(yīng)完全，過濾，將濾餅烘干并研磨，即得到載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 1)將季銨鹽陽離子表面活性劑加入到堿性溶液中，加熱反應(yīng)，待溶液澄清后，滴加用醇稀釋的硅源，攪拌，得到含有氧化硅納米顆粒的混合液；； 2)利用雙注的方法，向步驟I)所得物中同時滴加用硅烷偶聯(lián)劑修飾的無機銀鹽溶液和用醇稀釋的硅源，攪拌，得到固液混合物； 3)在攪拌下向步驟2)所得物中滴加還原劑，然后繼續(xù)攪拌至反應(yīng)完全，過濾，將濾餅烘干并研磨，即得到載單分散銀納米介孔氧化硅抗菌粉體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟I)中 所述季銨鹽陽離子表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)或十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)，優(yōu)選為CTAB ； 所述堿性溶液由去離子水與NaOH溶液配制而成，或由去離子水與KOH溶液配制而成，或由去離子水與氨水配制而成，優(yōu)選地，所述堿性溶液的pH值為9-12，更優(yōu)選地，所述堿性溶液由去離子水與NaOH溶液配制而成； 所述反應(yīng)溫度為60 85°C，優(yōu)選為75°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟2)中 所述娃燒偶聯(lián)劑包括Ν_β (氨乙基)-Y-氨丙基二甲氧基娃燒(TSD)或Y-氨丙基二乙氧基硅烷(kh-550)，優(yōu)選為TSD ； 所述無機銀鹽為可溶于水或者甲醇、乙醇等醇溶液的無機銀鹽，其包括硝酸銀...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張偉，蔣興宇，蔡強，齊娟娟，
申請(專利權(quán))人：國家納米科學中心，
類型：發(fā)明
國別省市：
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