CN107142718A - 纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法，首先以纳米氧化锌、硅烷偶联剂KH‑560为原料，制备环氧基化纳米氧化锌；之后以硝酸银、环氧基化纳米氧化锌、柠檬酸钠为原料，通过化学还原法制备纳米氧化锌/银复合抗菌剂。本发明将纳米氧化锌/银复合抗菌剂应用于棉织物的抗菌整理，通过ZnO和Ag的协同抗菌，提高本抗菌剂的广谱高效性；通过纳米ZnO表面的环氧基与棉织物表面的羟基可交联提高棉织物抗菌的耐洗性能；制备方法简单易行，成本低廉，制备过程对环境友好无害。

Description

纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种棉织物抗菌剂，具体涉及一种纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法。
背景技术
纺织品因其具有良好的舒适度和美观度，深受人们喜爱，在市场上拥有广大的需求，但是纺织品的多孔状是多种微生物和细菌霉菌生长的良好载体，它们不仅会污染纺织品，影响纺织品的质量，使纺织品变色或者发霉等等，而且这些细菌霉菌也会通过纺织品的传递影响到人体的健康，因此，日用和医用纺织品对抗菌剂有巨大的需求。
纳米ZnO具有价格低廉、表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，展现出许多特殊的优异性能，如无毒、非迁移性、抗菌除臭、吸收和散射紫外线并且具备一定的抗菌性能，所以纳米ZnO成为开发功能绿色抗菌纺织品的重要材料之一。若将其直接应用于织物的抗菌整理中，存在耐水洗性差，对于霉菌抗菌效果不理想等缺点。
纳米银及其化合物是一种广谱杀菌材料，杀菌能力较强，近年来，一些研究者采用金属银对氧化锌进行修饰，改变氧化锌的形貌，增大其催化面积，提高复合材料的光催化效率，实现广谱高效的抗菌性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法，赋予棉织物良好的抗菌性，解决多种微生物和细菌霉菌污染纺织品的问题。
本发明所采用的技术方案为：
纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：以纳米氧化锌、硅烷偶联剂KH-560为原料，制备环氧基化纳米氧化锌；
步骤二：以硝酸银、环氧基化纳米氧化锌、柠檬酸钠为原料，通过化学还原法制备纳米氧化锌/银复合抗菌剂。
步骤一的具体步骤为：
（1）将1.000质量份的纳米氧化锌溶解于30.000质量份的去离子水中，超声10min得到纳米氧化锌水溶液；
（2）将0.010-0.030质量份的KH-560溶于20质量份的去离子水和2质量份的乙醇的混合液中，预水解1h得到KH-560水溶液；
（3）将超声得到的纳米氧化锌溶液加入到250mL的三口烧瓶中，在30rpm的搅拌速度下，水温85℃反应，随后将预水解的KH-560水溶液在30min内缓慢加入三口烧瓶中，滴加完后保温反应1h，最后冷却至室温，得到乳白色悬浮液，即环氧基化纳米氧化锌水溶液。
步骤二的具体步骤为：
（1）将0.150-0.450质量份的精氨酸溶于20质量份的去离子水，加入到步骤一所得的环氧基化纳米氧化锌的乳白色悬浮液的三口烧瓶中继续于85℃反应；
（2）将0.732-2.132质量份的硝酸银溶于40质量份的去离子水，并逐滴加入到体系中，反应温度为65℃，反应时间为3h；
（3）将0.900-2.700质量份的柠檬酸钠溶于40质量份的去离子水，并在30min内缓慢加入到体系中，滴加完后继续反应30min，最后静置冷却至室温，并用去离子水和无水乙醇各离心洗涤两次，得到黑色粉体。
如所述的制备方法制得的纳米氧化锌/银复合抗菌剂。
本发明具有以下优点：
本发明的一种纳米氧化锌/银复合抗菌剂及其制备方法，通过ZnO和Ag的协同抗菌，提高本抗菌剂的广谱高效性；通过纳米ZnO表面的环氧基与棉织物表面的羟基可交联提高棉织物抗菌的耐洗性能。本发明的纳米氧化锌/银复合抗菌剂制备方法简单易行，成本低廉，制备过程对环境友好无害。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备方法，通过纳米银和纳米ZnO的协同抗菌性能，赋予棉织物高效广谱的抗菌性；通过纳米ZnO表面的环氧基与棉织物表面的羟基交联提高棉织物抗菌的耐洗性能。具体由以下步骤实现：
步骤一：以纳米氧化锌、硅烷偶联剂KH-560为原料，制备环氧基化纳米氧化锌：
（1）将1.000质量份的纳米氧化锌溶解于30.000质量份的去离子水中，超声10min得到纳米氧化锌水溶液；
（2）将0.010-0.030质量份的KH-560溶于20质量份的去离子水和2质量份的乙醇的混合液中，预水解1h得到KH-560水溶液；
（3）将超声得到的纳米氧化锌溶液加入到250mL的三口烧瓶中，在30rpm的搅拌速度下，水温85℃反应，随后将预水解的KH-560水溶液在30min内缓慢加入三口烧瓶中，滴加完后保温反应1h，最后冷却至室温，得到乳白色悬浮液，即环氧基化纳米氧化锌水溶液。
步骤二：以硝酸银、环氧基化纳米氧化锌、柠檬酸钠为原料，通过化学还原法制备纳米氧化锌/银复合抗菌剂：
步骤二的具体步骤为：
（3）将0.150-0.450质量份的精氨酸溶于20质量份的去离子水，加入到步骤一所得的环氧基化纳米氧化锌的乳白色悬浮液的三口烧瓶中继续于85℃反应；
（4）将0.732-2.132质量份的硝酸银溶于40质量份的去离子水，并逐滴加入到体系中，反应温度为65℃，反应时间为3h；
（3）将0.900-2.700质量份的柠檬酸钠溶于40质量份的去离子水，并在30min内缓慢加入到体系中，滴加完后继续反应30min，最后静置冷却至室温，并用去离子水和无水乙醇各离心洗涤两次，得到黑色粉体。
实施例1：
第一步：环氧基化纳米氧化锌的制备：
将1.000质量份的纳米氧化锌溶解于30.000质量份的去离子水中，超声10min得到氧化锌水溶液；
将0.010质量份的KH-560溶于20质量份的去离子水和2质量分的乙醇中，预水解1h得到KH-560水溶液；
将超声得到的纳米氧化锌溶液加入到250mL的三口烧瓶中，在30rpm的搅拌速度下，水温85℃反应，随后将预水解的KH-560水溶液在30min内缓慢逐滴加入三口烧瓶中，滴加完后保温反应1h,最后冷却至室温，得到乳白色悬浮液，即环氧基化纳米氧化锌水溶液。
第二步：纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备：
将0.150质量份的精氨酸溶于20质量份的去离子水，加入到步骤一所得的环氧基化纳米氧化锌的乳白色悬浮液的三口烧瓶中继续于85℃反应；
将0.732质量份的硝酸银溶于40质量份的去离子水，并逐滴加入到体系中，反应温度为65℃，反应时间为3h；
将0.900质量份的柠檬酸钠溶于40质量份的去离子水，并在30min内缓慢加入到体系中，滴加完后继续反应30min，最后静置冷却至室温，并用去离子水和无水乙醇各离心洗涤两次，得到黑色粉体。
实施例2：
第一步：环氧基化纳米氧化锌的制备：
将1.000质量份的纳米氧化锌溶解于30.000质量份的去离子水中，超声10min得到氧化锌水溶液；
将0.020质量份的KH-560溶于20质量份的去离子水和2质量分的乙醇中，预水解1h得到KH-560水溶液；
将超声得到的纳米氧化锌溶液加入到250mL的三口烧瓶中，在30rpm的搅拌速度下，水温85℃反应，随后将预水解的KH-560水溶液在30min内缓慢逐滴加入三口烧瓶中，滴加完后保温反应1h,最后冷却至室温，得到乳白色悬浮液，即环氧基化纳米氧化锌水溶液。
第二步：纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备：
将0.300质量份的精氨酸溶于20质量份的去离子水，加入到步骤一所得的环氧基化纳米氧化锌的乳白色悬浮液的三口烧瓶中继续于85℃反应；
将1.400质量份的硝酸银溶于40质量份的去离子水，并逐滴加入到体系中，反应温度为65℃，反应时间为3h；
将1.800质量份的柠檬酸钠溶于40质量份的去离子水，并在30min内缓慢加入到体系中，滴加完后继续反应30min，最后静置冷却至室温，并用去离子水和无水乙醇各离心洗涤两次，得到黑色粉体。
实施例3：
第一步：环氧基化纳米氧化锌的制备：
将1.000质量份的纳米氧化锌溶解于30.000质量份的去离子水中，超声10min得到氧化锌水溶液；
将0.030质量份的KH-560溶于20质量份的去离子水和2质量分的乙醇中，预水解1h得到KH-560水溶液；
将超声得到的纳米氧化锌溶液加入到250mL的三口烧瓶中，在30rpm的搅拌速度下，水温85℃反应，随后将预水解的KH-560水溶液在30min内缓慢逐滴加入三口烧瓶中，滴加完后保温反应1h,最后冷却至室温，得到乳白色悬浮液，即环氧基化纳米氧化锌水溶液。
第二步：纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备：
将0.450质量份的精氨酸溶于20质量份的去离子水，加入到步骤一所得的环氧基化纳米氧化锌的乳白色悬浮液的三口烧瓶中继续于85℃反应；
将2.132质量份的硝酸银溶于40质量份的去离子水，并逐滴加入到体系中，反应温度为65℃，反应时间为3h；
将2.700质量份的柠檬酸钠溶于40质量份的去离子水，并在30min内缓慢加入到体系中，滴加完后继续反应30min，最后静置冷却至室温，并用去离子水和无水乙醇各离心洗涤两次，得到黑色粉体。
利用上述方法制得一种改性纳米氧化锌/银复合抗菌剂，将其应用于棉织物的后整理中，整理后的棉织物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率均能达到95%以上，并具有良好的水洗牢度。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：以纳米氧化锌、硅烷偶联剂KH-560为原料，制备环氧基化纳米氧化锌；
步骤二：以硝酸银、环氧基化纳米氧化锌、柠檬酸钠为原料，通过化学还原法制备纳米氧化锌/银复合抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：
步骤一的具体步骤为：
（1）将1.000质量份的纳米氧化锌溶解于30.000质量份的去离子水中，超声10min得到纳米氧化锌水溶液；
（2）将0.010-0.030质量份的KH-560溶于20质量份的去离子水和2质量份的乙醇的混合液中，预水解1h得到KH-560水溶液；
（3）将超声得到的纳米氧化锌溶液加入到250mL的三口烧瓶中，在30rpm的搅拌速度下，水温85℃反应，随后将预水解的KH-560水溶液在30min内缓慢加入三口烧瓶中，滴加完后保温反应1h，最后冷却至室温，得到乳白色悬浮液，即环氧基化纳米氧化锌水溶液。
3.根据权利要求2所述的纳米氧化锌/银复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：
步骤二的具体步骤为：
将0.150-0.450质量份的精氨酸溶于20质量份的去离子水，加入到步骤一所得的环氧基化纳米氧化锌的乳白色悬浮液的三口烧瓶中继续于85℃反应；
将0.732-2.132质量份的硝酸银溶于40质量份的去离子水，并逐滴加入到体系中，反应温度为65℃，反应时间为3h；
（3）将0.900-2.700质量份的柠檬酸钠溶于40质量份的去离子水，并在30min内缓慢加入到体系中，滴加完后继续反应30min，最后静置冷却至室温，并用去离子水和无水乙醇各离心洗涤两次，得到黑色粉体。
4.如权利要求1所述的制备方法制得的纳米氧化锌/银复合抗菌剂。
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