CN101744001A - 一种含银硅基介孔抗菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含银硅基介孔抗菌剂及其制备方法。将聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物的结构导向剂、去离子水及酸一起搅拌，加入硅源、银源，然后加热继续搅拌，得到溶胶凝胶液，真空烘干溶胶-凝胶，然后用乙醇洗涤，真空干燥；将上述真空干燥后的产品在保护气下焙烧。由于在介孔材料的制备过程中加入抗菌银活性体，使银离子沉积到介孔孔壁中，然后通过物理或化学方法除去介孔的结构导向剂，最后制得含银抗菌介孔无机抗菌剂。该类抗菌剂具有抗菌活性体含量易控，制备方法简单，抗菌性能强，抗菌效力持久，不易变色，抗菌性能稳定，对人体无毒等特点，能广泛用于陶瓷、塑料、纺织、涂料及水处理等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种介孔无机抗菌剂及其制备方法，特别涉及到一种含银硅基介孔抗菌剂及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展和人民生活水平、健康环境意识的提高，人们对日常用品如日用品、家电制品、装饰材料、建筑材料、陶瓷制品等提出了抑菌、灭菌、防霉、消毒的要求。因此，在我国具有灭菌、抑菌、防腐、防霉和消毒作用的抗菌剂及其制品的生产将成为重要的新兴产业。
抗菌剂的分类抗菌剂的种类繁多，性能各异，分类方法也不同。按抗菌材料结构可分为无机、有机和生物抗菌剂。无机抗菌剂主要为沸石、磷灰石、磷酸锆、氧化锌等多孔性物质以及银、汞、铅、铜、镍、锌、钛等的金属及其离子化合物；有机抗菌剂主要为有机酸、酯、醇、酚三类物质但存在耐热性差，易水解，使用寿命短；生物抗菌剂包括从动植物体内提取及微生物发酵生产的抗菌剂，如黄连素、四环素等大分子结构化合物，以及大蒜等类的植物。无机抗菌剂即是将银，铜、锌等金属离子载于沸石等担体上而组成：其载银抗菌剂抗菌能力最强，稳定性高、安全性好、耐热性强、抗菌性持久。
自介孔材料被发现以来，介孔材料的优异特性就一直受到了学者的广泛关注，因其具有有序的孔道结构，高的比表面积与孔容，规整的一维六方圆柱形孔道，孔径分布均一且可控，化学稳定性高，而且合成该种介孔材料的模板简单易得，有效降低了制造成本，因而在催化、吸附等领域显示了独特的发展潜力。中国专利200410066666.3公开了一种无机介孔抗菌材料及其制备方法，该专利中首先制备一种二氧化硅介孔剂，然后通过在介孔中负载锌源或银源，通过高温在保护气下烧结得到载有氧化锌或银单质的无机抗菌剂；中国专利200610024773.9公开了钠米介孔载银抗菌剂及其制备方法，该专利以介孔二氧化硅为载体，装载银离子，然后在高温保护气下烧结得到载有银单质的无机抗菌剂；这两个专利的相似之处都是利用介孔二氧化硅为载体，通过吸附银离子或锌离子，然后在高温下烧结成介孔抗菌材料。但存在装载量不高，而且抗菌活性体银容易迁移到表面发生氧化还原使抗菌活性降低和使抗菌剂变色。因此需要开发一种具有抗菌活性高、抗菌性能持久、不容易变色的抗菌剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含银硅基介孔抗菌剂及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一、一种含银硅基介孔抗菌剂：
在无机纳米介孔材料制备过程中添加银离子，该介孔材料的比表面积为100-1000cm2/g，孔径为2-50nm，孔容为0.3-1.2cm3/g，其中单质银占所述的无机纳米介孔材料载银抗菌剂的质量百分比1-20％。
所述的无机纳米介孔材料的组成为SiO2-Ag，其质量百分比为SiO2∶Ag＝(80～99)∶(1～20)；
二、一种含银硅基介孔抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：
A、将聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物、去离子水及酸一起搅拌澄清，加入硅源、银源，然后加热到50～80℃，继续搅拌48～72小时，得到溶胶凝胶液，真空烘干溶胶-凝胶，然后用乙醇洗涤1～3次，真空干燥；
B、将上述真空干燥后的产品在保护气下300～500℃下焙烧2～5小时；其中保护气是氮气或氢气。
其中聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物占整个溶液的质量百分比的0.5-3％。
所述的硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丁酯；银源为硝酸银。
所述的酸为盐酸、硫酸或硝酸。
本发明具有的有益效果是：
与现有的技术相比，本发明通过直接制备含有抗菌性能的含银的介孔抗菌剂，该抗菌剂不仅具有高效的抗菌能力，而且由于单质银是构成介孔材料本身的成分，不需要再通过后续工序添加其他抗菌活性体，该类抗菌剂具有抗菌活性体含量易控，制备方法简单，抗菌性能强，抗菌效力持久，抗菌性能稳定，而且银单质均匀地分散在介孔的孔壁中，是银不容易扩散到表面而变色，对人体无毒等特点，能广泛用于陶瓷、塑料、纺织、涂料及水处理等领域，同时本发明制备工艺比其他抗菌剂的制备工艺更简单，更易产业化生产。
具体实施方式
实施例1：
将5.00克P123溶于161.7mL去离子水中，加入盐酸使溶液的pH值低于2，在搅拌至沉清，加入14.75g正硅酸乙酯，0.068g硝酸银，在50℃下搅拌72小时，得到溶胶凝胶液，真空烘干溶胶-凝胶，然后用乙醇洗涤1次，真空干燥，将上诉真空干燥后的产品在保护气下500℃下焙烧2小时；其中保护气是氮气，得到介孔材料。标记为试样A，最后用于大肠杆菌抗菌实验。(银的含量1％)。
实施例2：
将4.50克F104溶于445.5mL去离子水中，加入硫酸使溶液的pH值低于2，搅拌至沉清，加入24.03g正硅酸丁酯，1.77g硝酸银，在80℃下搅拌48小时，得到溶胶凝胶液，真空烘干溶胶-凝胶，然后用乙醇洗涤2次，真空干燥，将上诉真空干燥后的产品在保护气下300℃下焙烧5小时；其中保护气是氮气，得到介孔材料。标记为试样B，最后用于大肠杆菌抗菌实验。(银的含量20％)。
实施例3：
1)将3克F65溶于597mL去离子水中，加入硝酸使溶液的pH值低于2，搅拌至沉清，加入10.15g正硅酸甲酯，0.70g硝酸银，在60℃下搅拌60小时，得到溶胶凝胶液，真空烘干溶胶-凝胶，然后用乙醇洗涤3次，真空干燥，将上诉真空干燥后的产品在保护气下400℃下焙烧4小时；其中保护气是氢气，得到介孔材料。标记为试样C，最后用于大肠杆菌抗菌实验。(银的含量10％)。
上述例子中，P123为EO20PO70EO20，F104为EO27PO61EO27，F65为EO20PO30EO20，EO为环氧乙烯，PO为环氧丙烯。
上述3个实施例根据日本抗菌行业标准对大肠杆菌进行抗菌实验，得到各实施例中最小抑菌浓度，列于下表1，各实施例均显示了对大肠杆菌具有较好的抗菌能力。
表1各实施例抗菌剂对大肠杆菌的最小抑菌浓度
| Sample | MIC(ppm) |
| A | 270 |
| B | 40 |
| C | 70 |
Claims (6)
1.一种含银硅基介孔抗菌剂，其特征在于：在无机纳米介孔材料制备过程中添加银离子，该介孔材料的比表面积为100-1000cm2/g，孔径为2-50nm，孔容为0.3-1.2cm3/g，其中单质银占所述的无机纳米介孔材料载银抗菌剂的质量百分比1-20％。
2.根据权利要求1所述的一种含银硅基介孔抗菌剂，其特征在于：所述的无机纳米介孔材料的组成为SiO2-Ag，其质量百分比为SiO2∶Ag＝(80～99)∶(1～20)；
3.一种制造权利要求1所述的一种含银硅基介孔抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：
A、将聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物、去离子水及酸一起搅拌澄清，加入硅源、银源，然后加热到50～80℃，继续搅拌48～72小时，得到溶胶凝胶液，真空烘干溶胶-凝胶，然后用乙醇洗涤1～3次，真空干燥；
B、将上述真空干燥后的产品在保护气下300～500℃下焙烧2～5小时；其中保护气是氮气或氢气。
4.根据权利要求3所述的一种含银硅基介孔抗菌剂的制备方法，其特征在于：其中聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物占整个溶液的质量百分比的0.5-3％。
5.根据权利要求3所述的一种含银硅基介孔抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述的硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丁酯；银源为硝酸银。
6.根据权利要求3所述的一种含银硅基介孔抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述的酸为盐酸、硫酸或硝酸。
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