CN102461561A

CN102461561A - 一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102461561A
Application number: CN2010105503780A
Authority: CN
Inventors: 吕学丽; 张军伟
Original assignee: BEIJING JIASHENG CENTURY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: BEIJING JIASHENG CENTURY TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-23

Abstract

沸石负载银抗菌剂及其制备方法，涉及一种抗菌剂，尤其是一种沸石载银抗菌剂及其制备方法。提供一种抑菌率高，应用于生产高分子材料制品的，热处理温度高达1100℃仍然具有抗菌性能的一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法。由沸石和银组成，沸石占95％，硝酸银占5％。天然沸石经过钠化处理后，再与硝酸银进行液相离子交换，充分反应后用蒸馏水洗涤至洗液中无银离子，再干燥烧结，研磨成粉，制得沸石负载银抗菌剂。

Description

一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌剂，尤其是一种沸石载银抗菌剂及其液相离子交换的制备方法。

背景技术

随着人们对环境微生物的研究和认识水平的不断提高，在利用微生物有益性的同时，也十分警惕其作为病原菌的危害性。微生物还会引起各种工业材料、化妆品和医药品等的分解、变质和腐败，从而使产品寿命减短。在科技进步和人们生活水平不断提高的现代社会，环保日益成为人类的追求目标。抗菌材料是环保材料重要的组成部分，因而开发和生产与人民生活息息相关的、能抑制或消灭有害细菌的制品，已成为现代科学领域重要研究课题之一。目前已有的载银抗菌剂存在的主要缺点：一是银盐系抗菌制品游离出的银盐离子在阳光照射下或受热后易被还原成单质银，进而氧化为氧化银，不仅使制品变色影响制品外观，而且稳定性差降低了抗菌性能。二是负载成本高。

发明内容

本发明的目的在于根据现有的载银抗菌剂及其制备方法存在的缺点，提供一种抑菌率高，应用于生产高分子材料制品的，热处理温度高达1100℃仍然具有抗菌性能的一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法。

本发明所采用的沸石是天然斜发沸石。

本发明按质量百分比含量计算，沸石占95％，硝酸银占5％。

为了获得性能优良的抗菌材料，本发明的技术方案是采用液相离子交换法制备沸石载银抗菌剂。

沸石负载银抗菌剂的制备方法是在合成沸石的水悬浊液中加入硝酸银溶液，利用离子交换法使银离子负载在沸石上，然后干燥烧结而得。具体步骤：

1)天然沸石钠化处理

将斜发沸石粉末碎成200目以下矿样，称取一定量的斜发沸石按1g/10ml的固液比放入一定体积浓度为20％的硝酸钠溶液中，在电炉上煮沸1h，倾去浑浊液，并用蒸馏水洗涤两次，然后再将沸石加入到等体积等浓度的预热的硝酸钠溶液中，继续煮沸0.5h，倾去溶液并用蒸馏水清洗2～3次，最后将沸石放入烘箱中干燥后备用。其钠化处理工艺流程：天然沸石→研磨→200目过筛→钠化处理→加热处理→过滤、洗涤→烘干→改型合成沸石。

2)液相离子交换

准确称取一定量的钠型沸石粉末，分别加入一定浓度的AgNO₃溶液中(配置AgNO₃溶液用棕色容量瓶)，保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换(Ag⁺离子交换时避免见光)，并用稀硝酸和NaOH溶液调节pH值，待充分反应后，离心分离，用蒸馏水洗涤至洗液中无Ag⁺，即用稀盐酸滴入无白色沉淀。

3)干燥烧结，研磨成粉

交换后的沸石置于烘箱中烘干，然后研磨存放(银交换后的沸石要避光)。

本发明采用天然斜发沸石经过适当的化学改型处理代替常规的4A沸石，节省了成本。

本发明所采用的沸石载体是一种含水的架状铝硅酸盐矿物，因其内部结构有许多大小均一的空洞和孔道，具有吸附、离子交换等特性。沸石骨架中的阳离子可与其他金属离子交换，利用沸石的离子交换特性可以把不同的离子交换到沸石结构上，是沸石性质发生变化。沸石载上具有抗菌活性的金属离子(Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺)，通过缓慢释放金属离子来阻止微生物的繁殖，对各类细菌进行高效广谱的杀灭和去除作用。抗菌沸石的性能受交换上的金属离子的含量的影响，离子含量越高，沸石的抗菌性能就越高。

本发明中沸石负载银抗菌剂的制备最佳条件是：在AgNO₃的初始浓度为0.1mol/L、反应溶液的pH值为6.0～8.0、反应温度为60℃、并在震荡的环境下反应4h时，此时沸石具有最大的银离子交换量。(附表1、2、3、4、5)

表1 沸石中银含量随时间的变化关系

反应时间(h)	0.5	1	2	4	6
						沸石中银含量(％)	4.00	6.51	6.71	6.90	6.91

表2 沸石中银含量与硝酸银浓度之间的关系

反应浓度(mol/L)	0.053	0.10	0.20	0.40
					沸石中银含量(％)	4.50	5.20	5.32	5.53

表3 沸石中银含量随反应温度之间的关系

反应温度(℃)	30	40	50	60	80
						沸石中银含量(％)	4.10	4.52	5.13	5.31	5.23

表4 沸石中银含量与溶液PH值之间的关系

反应前PH值	1	2	2.5	4
					反应后PH值	1.5	2.5	3	4
沸石中银含量(％)	4.13	4.54	4.81	5.13

表5 震荡、静置对斜发沸石银交换量的影响

反应时间(h)	0.5	1	2	4	6
						震荡沸石中银含量(％)	4.00	6.51	6.71	6.90	6.91
静置后沸石中银含量(％)	3.40	6.10	6.39	6.73	6.80

本发明所制的抗菌剂具有一定的缓释能力，稳定性较高，在高分子材料制品运用中还能起到改性作用，提高了高分子材料制品的力学性能。

具体实施方式

实施例1：直接交换法

先将天然斜发沸石进行钠化处理；按照银在沸石物料中含量为5％的比例分别称量硝酸银和沸石，准确称取一定量的钠型沸石粉末，分别加入浓度为0.1mol/L的AgNO₃溶液中(配置AgNO₃溶液用棕色容量瓶)，保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换(Ag⁺离子交换时避免见光)，并用稀硝酸和NaOH溶液调节pH值至6.0～8.0，待充分反应后，用离心分离器清洗载银沸石，用蒸馏水洗涤至洗液中无Ag⁺，即用稀盐酸滴入无白色沉淀；交换后的沸石置于烘箱中烘干，然后研磨存放(银交换后的沸石要避光)。

实施例2：间接交换法

先将天然斜发沸石进行钠化处理；按照银在沸石物料中含量为5％的比例分别称量硝酸银和沸石，准确称取一定量的钠型沸石粉末，分别加入浓度为0.1mol/L的NH₄NO₃溶液中，保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换，NH₄ ⁺取代金属阳离子形成载NH₄ ⁺沸石，再加入AgNO₃溶液，进行NH₄ ⁺与Ag⁺的离子交换，并用稀硝酸和NaOH溶液调节pH值至6.0～8.0，待充分反应后，用离心分离器清洗载银沸石，用蒸馏水洗涤至洗液中无Ag⁺，即用稀盐酸滴入无白色沉淀；交换后的沸石置于烘箱中烘干，然后研磨存放(银交换后的沸石要避光)。

Claims

1.沸石负载银抗菌剂，其特征在于由沸石和银组成，按质量百分比含量计算，沸石占95％，硝酸银占5％。

2.如权利1所述的沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于其步骤为：

1)天然沸石钠化处理

将斜发沸石粉末碎成200目以下矿样，称取一定量的斜发沸石按1g/10ml的固液比放入一定体积硝酸钠溶液中，在电炉上煮沸1h，倾去浑浊液，并用蒸馏水洗涤两次，然后再将沸石加入到等体积等浓度的预热的硝酸钠溶液中，继续煮沸0.5h，倾去溶液并用蒸馏水清洗2～3次，最后将沸石放入烘箱中干燥后备用；

2)液相离子交换

准确称取一定量的钠型沸石粉末，分别加入一定浓度的AgNO₃溶液中(配制AgNO₃溶液用棕色容量瓶)，保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换(Ag⁺离子交换时避免见光)，并用稀硝酸和NaOH溶液调节pH值，待充分反应后，离心分离，用蒸馏水洗涤至洗液中无Ag⁺，即用稀盐酸滴入无白色沉淀；

3)干燥烧结，研磨成粉

3.如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于步骤1)中沸石原料采用天然斜发沸石。

4.如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于步骤1)中斜发沸石粉末碎成200目以下矿样。

5.如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于步骤1)中斜发沸石钠化处理时，斜发沸石的固液比按1g/10ml。

6.如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于步骤1)中斜发沸石钠化处理时，硝酸钠溶液的浓度为20％。

7.如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于步骤1)中斜发沸石钠化处理工艺流程为：天然沸石→研磨→200目过筛→钠化处理→加热处理→过滤、洗涤→烘干→改型合成沸石。

8.如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法，其特征在于步骤2)中AgNO₃的初始浓度为0.1mol/L，反应溶液的pH值为6.0～8.0，反应温度为60℃。