CN101138342B

CN101138342B - 一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备方法

Info

Publication number: CN101138342B
Application number: CN2007100465780A
Authority: CN
Inventors: 李和兴; 陆斌; 李辉
Original assignee: Shanghai Normal University
Current assignee: Shanghai Normal University; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: CN101138342A

Abstract

本发明公开了一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备方法。制备方法为将纳米介孔氧化铈加入到硝酸银溶液中，超声分散后，搅拌至干；再在573K～773K下焙烧2～4小时制得介孔氧化铈载银抗菌剂。所得到的抗菌剂以纳米介孔氧化铈为载体，以银为活性中心，银的含量为1.0～10％，纳米介孔氧化铈载体的质量含量为90～99％。以纳米介孔氧化铈为载体可以激化银的抗菌性能，同时可以耐高温，能提高抗菌效果。制备方法简单，制成的抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌性能，可广泛应用于陶瓷、塑料、日常用品、水处理等领域。

Description

一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备方法

技术领域

本发明涉及抗菌剂领域，具体地说，是涉及一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂及其制备方法。

背景技术

随着人们对健康和生活质量要求的提高，降低和有效防止人类生活环境中细菌对人类生活的影响和危害，减轻由此引发的病菌感染、中毒和疾病等不良结果逐渐成为社会的共识，使人们对抗菌剂的需求日益强烈。现有的抗菌剂可以分为有机、天然和无机三大系列。有机抗菌剂由于安全性较差、化学稳定性不好、耐热性差、易产生耐药性且会造成二次污染等问题，正在逐渐被淘汰；天然抗菌剂主要为天然植物的提取物，受资源的限制，应用推广有一定困难；无机抗菌剂由于具有安全性、耐热性、耐久性、持续性和抗菌广谱性而备受青睐。

无机抗菌剂主要是利用载体负载型银、铜、锌等金属离子。其中银系无机抗菌剂具有抗菌活性强、抗菌持久、用量小、无毒、无刺激等特点。目前已相继开发出了用沸石、磷灰石、氧化钛、硅胶、粘土矿、氧化铝等作为载体的无机抗菌剂。但这些载体与银之间作用力较弱，且不能激化银的抗菌性能，因此需要开发出新的载体，以增强抗菌效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型纳米介孔载银无机抗菌剂的制备方法，以纳米介孔氧化铈为载体，以弥补现有技术的不足，增强抗菌效果。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂，由纳米介孔氧化铈载体和银组成，其中银的质量含量为1.0～10％，纳米介孔氧化铈载体质量含量为90～99％。其平均粒径为5～20nm。

这种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备，包括以下步骤：

A.首先制备介孔氧化铈载体。步骤为：

1)将苯酚和间氨基苯酚按1∶(0.5～1)摩尔比溶于水中，得到混合溶液A；

2)将甲醛和可溶性铈盐按溶于水中，得到混合溶液B；

3)在剧烈搅拌下，将两种溶液混合，使得苯酚∶间氨基苯酚∶甲醛∶铈离子的摩尔比为1∶(0.5～1)∶(2～3)∶(1～2)，再滴加25％-28％浓氨水溶液，调节pH到9～10；

4)搅拌2～3h在373～393K下陈化3～5天；

5)将液体冷却后离心，取沉淀洗涤并干燥，在氮气保护下773K～973K焙烧3～6h，再在空气中673K～823K焙烧5～10h，得到纳米介孔氧化铈载体。

B.负载银离子。将制得的介孔氧化铈加入到硝酸银溶液中，超声分散3～30分钟后，搅拌至干。再在573K～773K焙烧2～4小时制得介孔氧化铈载银抗菌剂。

其中可溶铈盐选自硝酸铈、氯化铈或乙酸铈。

本发明采用纳米介孔氧化铈为载体，载体的合成简单易行，可以大规模生产。由于稀土元素铈外层价电子带的存在，可以有效地激活银离子的抗菌性能，同时可以耐高温，能增强抗菌剂的抗菌活性。采用纳米介孔氧化铈为载体，可以使银均匀地分布于其中，同时介孔氧化铈具有较大的表面积(80～120m²/g)，可以有效地吸附细菌，从而可以大大提高抗菌效率。

本发明的纳米介孔氧化铈载银抗菌剂具有优异的抗菌性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑制和杀灭作用，可广泛应用于陶瓷、塑料、日常用品、水处理等领域。制备方法操作简单。

附图说明

图1为纳米介孔氧化铈载体的广角XRD图；

图2为纳米介孔氧化铈载体的小角XRD图；

图3为纳米介孔氧化铈的TEM图。

具体实施方式

实施例1

将0.005摩尔苯酚和0.005摩尔间氨基苯酚溶于40mL水中配成溶液A；将1.05g甲醛溶液(37wt％)和0.005摩尔六水合硝酸铈溶于40mL水中制成溶液B。在剧烈搅拌的条件下，将溶液A和溶液B混合，然后滴加28％浓氨水溶液，调节pH到9～10，搅拌2h后装入水热釜，373K陈化5天。冷却、离心、洗涤、干燥，在氮气保护下873K焙烧6h，再在空气中723K焙烧10h，制得纳米介孔氧化铈载体。

实施例2

将0.005摩尔苯酚和0.003摩尔间氨基苯酚溶于40mL水中配成溶液A；将1.05g甲醛溶液(37wt％)和0.01摩尔六水合硝酸铈溶于40mL水中制成溶液B。在剧烈搅拌的条件下，将溶液A和溶液B混合，然后滴加28％浓氨水溶液，调节pH到9～10，搅拌2h后装入水热釜，393K陈化3天。冷却、离心、洗涤、干燥，在氮气保护下773K焙烧4h，再在空气中723K焙烧6h，制得纳米介孔氧化铈载体。

实施例3

将0.005摩尔苯酚和0.005摩尔间氨基苯酚溶于40mL水中配成溶液A；将1.05g甲醛溶液(37wt％)和0.01摩尔六水合硝酸铈溶于40mL水中制成溶液B。在剧烈搅拌的条件下，将溶液A和溶液B混合，然后滴加28％浓氨水溶液，调节pH到9～10，搅拌2h后装入水热釜，373K陈化3天。冷却、离心、洗涤、干燥，在氮气保护下973K焙烧4h，再在空气中673K焙烧10h，制得纳米介孔氧化铈载体。

实施例4

取2.0g实施例1所制得的纳米介孔氧化铈载体加入到20mL含0.05gAgNO₃的水溶液，超声分散3min后，搅拌至干，再放在353K烘箱中烘干，再在773K马弗炉中焙烧3小时，制得纳米介孔氧化铈载银抗菌剂，标记为1.6-Ag/CeO₂。该抗菌剂中银的质量百分含量为1.6％，然后用于对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性测试。

实施例5

取2.0g实施例2所制得的纳米介孔氧化铈载体加入到20mL含0.1gAgNO₃的水溶液，超声分散3min后，搅拌至干，放在353K烘箱中烘干，再在573K马弗炉中焙烧3小时，制得纳米介孔氧化铈载银抗菌剂，标记为3.2-Ag/CeO₂。该抗菌剂中银的质量百分含量为3.2％，然后用于对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性测试。

实施例6

取2.0g实施例3所制得的纳米介孔氧化铈载体加入到20mL含0.2gAgNO₃的水溶液，超声分散3min后，搅拌至干，放在353K烘箱中烘干，再在673K马弗炉中焙烧3小时，制得纳米介孔氧化铈载银抗菌剂，标记为6.4-Ag/CeO₂。该抗菌剂中银的质量百分含量为6.4％，然后用于对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性测试。

实施例7

取2.0g实施例1所制得的纳米介孔氧化铈载体加入到20mL含0.3gAgNO₃的水溶液，超声分散3min后，搅拌至干，放在353K烘箱中烘干，再在773K马弗炉中焙烧3小时，制得纳米介孔氧化铈载银抗菌剂，标记为9.6-Ag/CeO₂。该抗菌剂中银的质量百分含量为9.6％，然后用于对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性测试。

取上述实例4-7中所制备的纳米介孔氧化铈载银抗菌剂，按照日本抗菌行业标准对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行了抗菌实验测试，各测试结果如表1所示，结果表明，本发明的纳米介孔氧化铈载银抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现了优异的抗菌能力。

表1不同银负载量的抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈实验结果

Claims

1.一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备方法，该纳米介孔氧化铈载银抗菌剂由纳米介孔氧化铈载体和银组成，其中银的质量百分含量为1.0～10％，纳米介孔氧化铈载体的质量含量为90～99％；其特征在于，包括以下步骤：

1)制备纳米介孔氧化铈；

2)负载银离子：将纳米介孔氧化铈加入到硝酸银溶液中，超声分散3～30分钟后，搅拌至干；再在573K～773K下焙烧2～4小时制得介孔氧化铈载银抗菌剂。

2.根据权利要求1所述的一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备方法，其特征在于，所述制备纳米介孔氧化铈载体的过程包括以下步骤：

1)将苯酚和间氨基苯酚溶于水中，苯酚和间氨基苯酚摩尔比为1∶0.5～1，得到混合溶液A；

2)将甲醛和可溶性铈盐溶于水中，甲醛与铈离子的摩尔比为1～3∶1，得到混合溶液B；

3)在剧烈搅拌下，将混合溶液A与混合溶液B混合，使苯酚、间氨基苯酚、甲醛与铈离子最终摩尔比为1∶0.5～1∶2～3∶1～2，再滴加浓氨水溶液，将pH调节到9～10；

4)搅拌，并在373～393K下陈化3～5天；

3.根据权利要求2所述一种纳米介孔氧化铈载银抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的可溶铈盐选自硝酸铈、氯化铈或乙酸铈。