CN106268552A

CN106268552A - 磁性远红外负离子碳纳米微球及其制备方法，以及包含它的洗涤剂

Info

Publication number: CN106268552A
Application number: CN201610663729.6A
Authority: CN
Inventors: 温冰冰; 程子容
Original assignee: Individual
Current assignee: Yantai Sansheng Biological Science And Technology Co ltd
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2036-08-12
Also published as: CN106268552B

Abstract

本发明提供一种磁性远红外负离子碳纳米微球及其制备方法，以及包含该磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂。该磁性远红外负离子碳纳米微球包括：中空碳纳米微球；以及沉积在所述中空碳纳米微球上的磁性远红外负离子复合物，该磁性远红外负离子复合物具有磁性，并且能够产生远红外线和负离子。将磁性远红外负离子碳纳米微球代替化学类杀菌剂添加至洗涤剂中，可以实现杀菌效果，从而可以避免化学类杀菌剂残留对人体的危害。

Description

磁性远红外负离子碳纳米微球及其制备方法，以及包含它的洗涤剂

技术领域

本发明涉及一种磁性远红外负离子碳纳米微球及其制备方法，以及包含该磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂。

背景技术

为了实现杀菌目的，目前常用的织物洗涤剂中往往添加化学类杀菌剂。常见的化学类杀菌剂包括戊二醛、过氧乙酸、次氯酸钠、二氯异氰尿酸钠、苯扎溴铵等。用包含化学类杀菌剂的洗涤剂洗涤织物，一方面，若是手洗，洗涤剂中的化学类杀菌剂直接接触皮肤，容易伤手；另一方面，尽管经过若干次漂洗可以除去粘附在织物上的大部分化学类杀菌剂，但是不能完全将化学类杀菌剂去除，久而久之，这些化学类杀菌剂残留会危害人体健康；再一方面，当用于洗涤婴童衣物时，由于婴童对化学类杀菌剂比较敏感，容易引起过敏等不良反应。所以，迫切需要一种不含有化学类杀菌剂但是能够实现杀菌效果的洗涤剂。

磁性远红外负离子碳纳米微球是将磁性远红外负离子技术与碳纳米技术相结合而产生的，它具有以下特点：(1)超顺磁性，饱和磁强度大；(2)比表面积大，吸附容量大；(3)物理和化学性能稳定，可反复使用；(4)悬浮性好，便于在溶液中分散。

由于磁性远红外负离子碳纳米微球具有磁性，能够释放远红外线和负离子，所以磁性远红外负离子碳纳米微球具有杀菌效果。将磁性远红外负离子碳纳米微球代替化学类杀菌剂添加至洗涤剂中，可以实现杀菌的目的，从而可以避免化学类杀菌剂对人体健康的危害。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种磁性远红外负离子碳纳米微球，它具有磁性，能够释放远红外线和负离子，所以具有杀菌效果。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述磁性远红外负离子碳纳米微球的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种包含上述磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种磁性远红外负离子碳纳米微球，包括：中空碳纳米微球；以及沉积在所述中空碳纳米微球上的磁性远红外负离子复合物，该磁性远红外负离子复合物具有磁性，并且能够产生远红外线和负离子。

下面，更详细地说明本发明的磁性远红外负离子碳纳米微球。

所述磁性远红外负离子碳纳米微球的内径可以为6～8nm，优选为6.5～7.5nm，更优选为6.8～7.3nm；外径可以为9～11nm，优选为9.5～10.5nm，更优选9.8～10.2n；比重可以为0.8～1.4g/cm³，优选为0.9～1.3g/cm³，更优选为1.0～1.2g/cm³。并且，满足下面的关系式：外径－内径≤3nm，外径：内径＝1.3～1.5：1，外径/内径+比重≥2.3。

当控制磁性远红外负离子碳纳米微球的内径、外径和比重在此范围内时，磁性远红外负离子碳纳米微球可以在溶液中更好地悬浮分散，从而可以在用于洗涤剂时，提高杀菌效果。

磁性远红外负离子碳纳米微球的比表面积可以为700m²/g以上，优选为1000m²/g以上，较大的比表面积有利于其上的磁性远红外负离子复合物与洗涤溶液的接触，从而提高杀菌效果。此外，与纤维状等相比，球状的磁性远红外负离子碳纳米微球不易粘附在织物的表面，从而更容易通过漂洗而脱除。

所述磁性远红外负离子复合物可以包含15～30重量％的磁性材料和70～85重量％的远红外负离子材料。优选地，所述磁性远红外负离子复合物可以包含20～25重量％的磁性材料和75～80重量％的远红外负离子材料。在此范围内，磁性材料释放的磁力线与远红外负离子复合物释放的远红外线和负离子协同作用，杀菌效果显著。

对磁性材料的种类没有特殊限制，只要其能够产生磁力线即可。例如，磁性材料可以为选自铁、钴、镍中的一种或多种。

对远红外负离子材料的种类没有特殊限制，只要其能够产生远红外线和负离子即可。例如，远红外负离子材料可以是选自电气石、麦饭石、桂阳石、火山岩等中的一种或多种。

根据本发明的另一方面，提供一种磁性远红外负离子碳纳米微球的制备方法，该制备方法包括以下步骤：1)制备中空碳纳米微球；2)将磁性材料与远红外负离子材料进行高温熔融来制备磁性远红外负离子复合物；3)将制得的磁性远红外负离子复合物沉积到所述中空碳纳米微球上，得到磁性远红外负离子碳纳米微球。其中，高温熔融可以在1500℃以上进行。对沉积磁性远红外负离子复合物的方法没有具体限制，例如，可以利用溅射过程来完成。

根据本发明的另一方面，提供一种洗涤剂，包含：15重量％～35重量％的表面活性剂；10重量％～40重量％的洗涤助剂，该洗涤助剂中不包括杀菌剂；0.1重量％～1重量％的如上所述的磁性远红外负离子碳纳米微球；并且余量为水。其中，对所述表面活性剂的种类没有特殊限制，例如，所述表面活性剂可以为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂中一种，更具体地，例如，阳离子表面活性剂可以是十二烷基苯磺酸钠。此外，所述洗涤助剂可以包括增溶剂、增泡剂、增稠剂、调理剂、乳化剂、柔软剂、缓冲剂、抗氧化剂、色素、香精等，但是该洗涤助剂中不包括化学类杀菌剂。

优选地，所述洗涤剂可以包含：20重量％～30重量％的表面活性剂；15重量％～35重量％的洗涤助剂，该洗涤助剂中不包括杀菌剂；0.4重量％～0.8重量％的上述磁性远红外负离子碳纳米微球；并且余量为水。

更优选地，所述洗涤剂可以包含：22重量％～27重量％的表面活性剂；20重量％～30重量％的洗涤助剂，该洗涤助剂中不包括杀菌剂；0.6重量％～0.7重量％的上述磁性远红外负离子碳纳米微球；并且余量为水。

有益效果

本发明的磁性远红外负离子碳纳米微球具有磁性，能够释放远红外线和负离子，所以具有杀菌效果。

使用本发明所述的包含磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂洗涤织物时，洗涤过程中产生的旋转、震荡、摩擦等物理作用能够产生压电效应和热电效应，使得洗涤剂中包含的磁性远红外负离子碳纳米微球释放出远红外线和负氧离子，从而实现抗菌抑菌、除异味、消炎等作用。同时，磁性远红外负离子碳纳米微球释放的磁力线对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等常见细菌也有杀灭作用，进而避免不同织物同时洗涤时的交叉感染。总之，本发明所述的包含磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂能够代替常见的化学类杀菌剂而实现杀菌的目的，从而避免化学类杀菌剂残留对人体的危害。

附图说明

图1为实施例1的磁性远红外负离子碳纳米微球的TEM图谱。

具体实施方式

下面，结合具体实施例来对本发明做进一步的说明，下述各实施例仅用于举例说明本发明，而对本发明的保护范围不起限制作用。

制备实施例：中空碳纳米微球的制备

采用生物模板技术来制备中空碳纳米微球。首先，将铁蛋白溶解于去离子水中来形成浓度为5g/ml的铁蛋白胶状溶液，加入连二亚硫酸钠作为除铁剂，放置一段时间来形成去铁蛋白胶状溶液；然后，向上述去铁蛋白胶状溶液中加入浓度为20g/L的含氯化钠的氢氧化钠溶液，使得氯化钠与氢氧化钠的质量之和与铁蛋白的质量比为6:1，并且充分搅拌；然后，将含氯化钠的氢氧化钠溶液与铁蛋白的混合液进行真空冷冻干燥，得到氯化钠和氢氧化钠与去铁蛋白的混合物；然后，将该混合物在真空条件下在600～900℃下烧结3～5小时；再用去离子水洗涤烧结后的产物，洗至pH不大于7；洗涤后的产物经无水乙醇洗涤，干燥，得到中空碳纳米微球。

实施例1～6：磁性远红外负离子碳纳米微球的制备

按照如下面的表1所示的组成，根据下述步骤制备磁性远红外负离子碳纳米微球：

1)将磁性材料和远红外负离子材料按照一定的比例混合，并在一定的温度下进行高温熔融，得到磁性远红外负离子复合物；

2)利用溅射过程将制得的磁性远红外负离子复合物沉积到在制备实施例中制备的中空碳纳米微球上，得到磁性远红外负离子碳纳米微球。

然后，分别利用常规方法测量制得的磁性远红外负离子碳纳米微球的内径、外径、比重和比表面积，这些性能测量结果同样示在下面的表1中。

图1为实施例1的磁性远红外负离子碳纳米微球的TEM图谱，由图1可以看出，磁性远红外负离子碳纳米微球的表面具有多层结构，从而在用于洗涤织物时，可以大大增加磁性远红外负离子碳纳米微球与洗涤溶液的接触面积，从而提高杀菌效果。

表1磁性远红外负离子碳纳米微球的组成和性能测量

试验实施例1～6

依次采用实施例1、2、3、4、5、6中制备的磁性远红外负离子碳纳米球，按照表2的组成来制备洗涤剂1、2、3、4、5、6。

表2洗涤剂的组成

对比实施例1

除了不加入磁性远红外负离子碳纳米微球，并且将制备洗涤剂1中的0.4g磁性远红外负离子碳纳米微球替换为0.4g水以外，采用与洗涤剂1相同的组成制备对比洗涤剂1。

对比实施例2

除了不加入磁性远红外负离子碳纳米微球，并且将制备洗涤剂2中的0.6g磁性远红外负离子碳纳米微球替换为0.6g水以外，采用与洗涤剂2相同的组成制备对比洗涤剂2。

对比实施例3

除了不加入磁性远红外负离子碳纳米微球，并且将制备洗涤剂3中的0.7g磁性远红外负离子碳纳米微球替换为0.7g水以外，采用与洗涤剂3相同的组成制备对比洗涤剂3。

对比实施例4

除了不加入磁性远红外负离子碳纳米微球，并且将制备洗涤剂4中的0.5g磁性远红外负离子碳纳米微球替换为0.5g次氯酸钠以外，采用与洗涤剂4相同的组成制备对比洗涤剂4。

对比实施例5

除了不加入磁性远红外负离子碳纳米微球，并且将制备洗涤剂5中的0.6g磁性远红外负离子碳纳米微球替换为0.6g过氧乙酸以外，采用与洗涤剂5相同的组成制备对比洗涤剂5。

对比实施例6

除了不加入磁性远红外负离子碳纳米微球，并且将制备洗涤剂5中的0.6g磁性远红外负离子碳纳米微球替换为0.7g苯扎溴铵以外，采用与洗涤剂6相同的组成制备对比洗涤剂6。

去污率的测量

利用洗涤剂1、2、3、4、5、6和对比洗涤剂1、2、3、4、5、6依次以洗涤剂：水为1:100的稀释液对试验污布作用30分钟，然后测量得到洗涤剂1、2、3、4、5、6和对比洗涤剂1、2、3、4、5、6的去污率分别如下面的表3中所示。

表3洗涤剂的去污率的测量

项目	去污率，％
		洗涤剂1	89.4
洗涤剂2	90.2
		洗涤剂3	91.7
洗涤剂4	91.4
		洗涤剂5	92.0
洗涤剂6	90.5
		对比洗涤剂1	88.6
对比洗涤剂2	91.4
		对比洗涤剂3	89.3
对比洗涤剂4	90.3
		对比洗涤剂5	91.7
对比洗涤剂6	90.4

由表3可以看出，将实施例1、2、3、4、5、6制备的磁性远红外负离子碳纳米微球依次加入到洗涤剂1、2、3、4、5、6中之后，洗涤剂1、2、3、4、5、6的去污率与未添加磁性远红外负离子碳纳米微球的对比洗涤剂1、2、3、4、5、6的去污率相差不大，这表明加入磁性远红外负离子碳纳米微球并不会降低洗涤剂的去污能力。

杀菌率的测量

利用洗涤剂1、2、3、4、5、6和对比洗涤剂1、2、3、4、5、6依次以洗涤剂：水为1:200的稀释液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌作用20分钟，得到洗涤剂1、2、3、4、5、6和对比洗涤剂1、2、3、4、5、6对三种细菌的杀灭率分别如下面的表4中所示。

表4洗涤剂的杀菌效果的测量

由表4可以看出，将实施例1、2、3制备的磁性远红外负离子碳纳米微球依次加入到洗涤剂1、2、3中之后，洗涤剂1、2、3对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌的杀灭率明显高于不包含磁性远红外负离子碳纳米微球的对比洗涤剂1、2、3，这表明，添加本发明的磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂具有较好的杀菌效果。而且，从洗涤剂4、5、6和对比洗涤剂4、5、6可以看出，在添加相同质量的磁性远红外负离子碳纳米微球和化学类杀菌剂的情况下，添加磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂4、5、6的杀菌效果也优于依次添加相同质量的化学类杀菌剂的对比洗涤剂4、5、6的杀菌效果。

残留率的测量

利用洗涤剂4、5、6和对比洗涤剂4、5、6依次以洗涤剂：水为1:100的稀释液对试验织物作用30分钟，然后用相同量的水漂洗后，测量得到洗涤剂4、5、6的磁性远红外负离子碳纳米微球的残留率和对比洗涤剂4、5、6的化学类杀菌剂的残留率分别如下面的表5中所示。

表5洗涤剂的残留率的测量

项目	残留率，％
		洗涤剂4	0.3
洗涤剂5	0
		洗涤剂6	0.4
对比洗涤剂4	2.6
		对比洗涤剂5	2.1
对比洗涤剂6	1.9

由表5可以看出，包含实施例4、5、6制备的磁性远红外负离子碳纳米微球的洗涤剂4、5、6与依次包含相同质量的化学类杀菌剂的对比洗涤剂4、5、6相比，洗涤剂4、5、6的残留率明显低于对比洗涤剂4、5、6的残留率，这表明磁性远红外负离子碳纳米微球比化学类杀菌剂更容易通过水来漂洗脱除。

Claims

1.一种磁性远红外负离子碳纳米微球，包括：

中空碳纳米微球；以及

沉积在所述中空碳纳米微球上的磁性远红外负离子复合物，该磁性远红外负离子复合物具有磁性，并且能够产生远红外线和负离子。

2.根据权利要求1所述的磁性远红外负离子碳纳米微球，其特征在于，所述磁性远红外负离子碳纳米微球的内径为6～8nm，外径为9～11nm，比重为0.8～1.4g/cm³，比表面积为700m²/g以上，并且满足下面的关系：

外径－内径≤3nm，

外径：内径＝1.3～1.5：1，

外径/内径+比重≥2.3。

3.根据权利要求1所述的磁性远红外负离子碳纳米微球，其特征在于，所述磁性远红外负离子复合物包含15～30重量％的磁性材料和70～85重量％的远红外负离子材料。

4.根据权利要求1所述的磁性远红外负离子碳纳米微球，其特征在于，所述磁性远红外负离子复合物包含20～25重量％的磁性材料和75～80重量％的远红外负离子材料。

5.根据权利要求3或4所述的磁性远红外负离子碳纳米微球，其特征在于，所述磁性材料为选自铁、钴、镍中的一种或多种。

6.根据权利要求3或4所述的磁性远红外负离子碳纳米微球，其特征在于，所述远红外负离子材料为选自电气石、麦饭石、桂阳石、火山岩等中的一种或多种。

7.一种磁性远红外负离子碳纳米微球的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)制备中空碳纳米微球；

2)将磁性材料与远红外负离子材料进行高温熔融来制备磁性远红外负离子复合物；

3)将制得的磁性远红外负离子复合物沉积到所述中空碳纳米微球上，得到磁性远红外负离子碳纳米微球。

8.一种洗涤剂，包含：

15重量％～35重量％的表面活性剂；

10重量％～40重量％的洗涤助剂，该洗涤助剂中不包括杀菌剂；

0.1重量％～1重量％的根据权利要求1至6中的任意一项所述的磁性远红外负离子碳纳米微球；并且

余量为水。

9.根据权利要求8所述的洗涤剂，包含：

20重量％～30重量％的表面活性剂；

15重量％～35重量％的洗涤助剂，该洗涤助剂中不包括杀菌剂；

0.4重量％～0.8重量％的根据权利要求1至6中的任意一项所述的磁性远红外负离子碳纳米微球；并且

余量为水。

10.根据权利要求9所述的洗涤剂，包含：

22重量％～27重量％的表面活性剂；

20重量％～30重量％的洗涤助剂，该洗涤助剂中不包括杀菌剂；

0.6重量％～0.7重量％的根据权利要求1至6中的任意一项所述的磁性远红外负离子碳纳米微球；并且

余量为水。