CN109845765A - 一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光催化及抗菌领域，涉及一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：纳米二氧化钛光触媒粉体1.0％～2.0％、吊兰浸提液2.0％～3.0％、分散剂及其他添加剂1.0％～3.0％、95％乙醇水溶液2.5％～5.0％和超纯水85.0％～95.0％。本发明通过采用吊兰提取液作为主体与纳米二氧化钛无机纳米材料进行复合，配置出具有杀菌消毒效果的复合型杀菌消毒喷液，在光照下可以有效破坏和分解常见的生物膜系统、细菌等微生物，而且由于本身作为催化剂并不会发生变化和损耗，可以持续不断的净化污染物，具有环境友好、原料环保、效果明显、时间持久、持续作用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及光催化和抗菌技术领域，具体领域为一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法。
背景技术
随着对环境问题认识的不断深入，利用光触媒的光催化作用降解和消除有害有机物及细菌、病毒，已引起人们极大兴趣。纳米二氧化钛(TiO2)是常用的光触媒半导体材料，其光催化应用技术工艺简单，利用自然光产生类似的光合作用的反应，可催化分解细菌和污染物，具有高催化活性、良好的化学稳定性和热稳定性、安全无毒等特点，能长期有益于生态环境，是最具开发前景的绿色环保催化剂之一。
纳米二氧化钛(TiO2)在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，可氧化分解多种有机化合物和部分无机物，具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁的功能。在环境污染不严重的条件下，只要不磨损、不剥落，光触媒本身作为催化剂并不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物，具有时间持久、持续作用的优点。
纳米二氧化钛(TiO2)作为常用的光触媒半导体材料，在可见光或紫外线条件下具有很强的氧化还原能力，可以产生游离的羟基和活性氧，分解有机化合物并生成无机氧化物。当纳米二氧化钛(TiO2)被照射时，会在其表面产生两个载体，即电子(e-)和空穴(h+)被分离。必须由光子提供足够的能量以促使电子(e-)从禁带到导带，在价带处留下空穴(h+)：TiO2+hv→h++e-。与导电材料相比，TiO2中空穴和电子的复合过程相对较慢。
光诱导形成的孔隙可以氧化附着在纳米二氧化钛(TiO2)表面上的供体分子(D)：D+h+→D+，导带中的电子可以还原受体分子(A)：A+e-→·A-，孔隙的强氧化能力使得水分子能够单电子氧化，以产生羟基(·OH)：H2O+h+→·OH+H+。
尽管研究人员对纳米二氧化钛(TiO2)的光催化特性进行了广泛的研究，表明纳米二氧化钛在各种细菌和生物膜污染治理具有较高的应用价值，但如何将纳米二氧化钛的功能应用于宏观领域，获得效果佳，时效长的复合型制剂是纳米二氧化钛光催化材料发展的新方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体1.0％～2.0％
吊兰浸提液2.0％～3.0％
分散剂及其他添加剂1.0％～3.0％
95％乙醇水溶液2.5％～5.0％
超纯水85.0％～95.0％。
优选的，所述分散剂可以选用油酸钠、羧酸盐、硫酸酯盐和磺酸盐脂肪酸类，优选自乙烯基双硬脂酰胺和油酸酰胺，最优选为硬质酰胺与丙醇类并用。
优选的，所述其他添加剂为表面活性剂和植物精油，所述表面活性剂选自非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或几种，非离子表面活性剂优选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或几种，两性表面活性剂优选自氨基酸衍生物和椰油酰胺丙基甜菜碱衍生物中的一种或几种，所述植物精油优选自柠檬薄荷精油、玫瑰草精油和香桃木精油中的一种或几种。
优选的，包括如下步骤：
1).将纳米二氧化钛光触媒粉体、吊兰浸提液、分散剂及其他添加剂和95％乙醇水溶液加入至KakuhunterSK-300TVSII旋转混合器内进行预混合，内外转速分别为600rpm和1000rpm，气压为一个标准大气压，备用；
2).将步骤1)获得的混合物缓慢注入搅拌釜式反应器内并通入超纯水，混合搅拌30分钟，混合温度30℃，并超声分散30min后进行沉降，备用；
3).使用0.2μm的微滤膜对步骤2)获得的沉降液进行过滤，即得复合型杀菌消毒喷液。
优选的，包括如下步骤：
1).冰水浴条件下将前驱物钛醇盐、四氯化钛、硫酸钛与3％硫酸铵水溶液混合，备用；
2).将步骤1)获得的混合物与超纯水混合，70℃恒温水解，滴入稀氨水调节pH值至8，过滤得白色沉淀，备用；
3).将步骤2)获得的白色沉淀洗涤、干燥、研磨，后经500℃高温焙烧得纳米二氧化钛光触媒粉体。
优选的，所述纳米二氧化钛光触媒粉体的晶型为锐钛型，粒径选用小于50nm，优选自小于30nm，最优选为小于5nm。
优选的，包括如下步骤：
1).将吊兰植株用去离子水洗净擦干，称取500g吊兰于研钵中研磨成汁，备用；
2).向步骤1)获得的吊兰汁中加入75％乙醇水溶液，浸泡15min，用120W，40kHz的超声波清洗器，超声波处理30min后，5000r/min离心5min，得离心液，备用；
3).使用RE-5220型旋转蒸发仪蒸对步骤2)获得的离心液进行旋蒸，旋蒸温度70℃，后经0.2μm的微滤膜过滤，得吊兰浸提液。
优选的，使用方法为将其喷洒、涂覆或擦拭至受污染物体表面，或使用超声雾化设备将其分散至受污染的环境内，通过紫外线或可见光对污染物进行照射。
优选的，其可用于杀菌消毒，治理室内空气中甲醛、苯、乙酸乙酯等挥发性有机物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，本发明通过采用吊兰提取液作为主体与纳米二氧化钛无机纳米材料进行复合，通过分散剂使纳米二氧化钛均匀分散在水相介质中，通过表面活性剂有效增加其活化效果，配置出具有杀菌消毒效果的复合型杀菌消毒喷液，其中吊兰对室内消毒杀菌及有害挥发性有机气体净化均有较明显的效果，因为其本身释放出大量的负离子和叶片内部复杂的空间网状结构，有污染性的甲醛、苯、甲苯以及细菌、微生物可以有效的吸附在叶表或细胞内，并通过吊兰的光合作用将细菌和有害挥发性有机气体分解，同时纳米二氧化钛可以紧密贴附在吊兰浸提液中的细胞壁表面，增加整体光催化反应的比表面积，同时减少纳米二氧化钛用量，并有效防止了纳米粒子逸散对人体的伤害，在可见光条件下可触发光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，可氧化分解多种有机化合物和部分无机物，具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁的功能，且具有时间持久、持续作用的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体1.0％、吊兰浸提液2.5％、乙烯基双硬脂酰胺0.5％、辛基酚聚氧乙烯醚0.5％、95％乙醇水溶液4.0％、超纯水91.5％。
实施例2：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体1.2％、吊兰浸提液2.0％、硬质酰胺与丙二醇共混物0.3％、椰油酰胺丙基甜菜碱衍生物0.7％、茶树精油0.5％、95％乙醇水溶液3.0％、超纯水95.0％。
实施例3：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体1.5％、吊兰浸提液2.5％、油酸酰胺1.8％、氨基酸双性表面活性剂0.5％、过硫酸钠0.5％、95％乙醇水溶液4.0％、超纯水89.2％。
实施例4：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体1.5％、吊兰浸提液2.5％、丙醇聚氧乙烯醚1.8％、椰油酰胺丙基甜菜碱衍生物0.5％、95％乙醇水溶液2.5％、超纯水90.2％。
实施例5：一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体2.0％、吊兰浸提液3.0％、油酸酰胺1.2％、椰油酰胺丙基甜菜碱衍生物1.2％、95％乙醇水溶液5.0％、柠檬薄荷精油0.6％、超纯水85.0％。
实施例1～5制备的复合型杀菌消毒喷液对甲醛、苯、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的净化率进行测试，测试结果见表1：
| 净化率 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 甲醛 | 90.4 | 90.2 | 90.6 | 89.7 | 89.3 |
| 苯 | 93.6 | 92.3 | 92.7 | 91.4 | 90.8 |
| 大肠杆菌 | 99.4 | 98.8 | 99.1 | 98.5 | 99.3 |
| 金黄色葡萄球菌 | 99.0 | 99.3 | 98.9 | 98.3 | 99.3 |
结果表明，复合型杀菌消毒喷液对甲醛、苯、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的净化率。
对实施例1制备的复合型杀菌消毒喷液进行杀菌抑菌测试，通过使用BacLightTM显微镜观察，判断复合型杀菌消毒喷液治理前后抗菌性及生物膜粘附性能效果。
结果表明，使用30min后附着的细菌明显减少，使用60min后，细菌和微生物的死亡率可达99％，且具有长效抑菌的效果，在高倍电镜下观察还可发现复合型杀菌消毒喷液在杀菌的同时还能分解由细菌死体上释放出的有害复合物，进而防止油污、灰尘等产生。对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等现象同样具有防止其产生的功效。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，其特征在于：包括以下质量分数的组分：
纳米二氧化钛光触媒粉体1.0％～2.0％
吊兰浸提液2.0％～3.0％
分散剂及其他添加剂1.0％～3.0％
95％乙醇水溶液2.5％～5.0％
超纯水85.0％～95.0％。
2.根据权利要求1所述的一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，其特征在于：所述分散剂可以选用油酸钠、羧酸盐、硫酸酯盐和磺酸盐脂肪酸类，优选自乙烯基双硬脂酰胺和油酸酰胺，最优选为硬质酰胺与丙醇类并用。
3.根据权利要求1所述的一种吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，其特征在于：所述其他添加剂为表面活性剂和植物精油，所述表面活性剂选自非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或几种，非离子表面活性剂优选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或几种，两性表面活性剂优选自氨基酸衍生物和椰油酰胺丙基甜菜碱衍生物中的一种或几种，所述植物精油优选自柠檬薄荷精油、玫瑰草精油和香桃木精油中的一种或几种。
4.一种根据权利要求1～3所述的吊兰浸取液与纳米二氧化钛复合型杀菌消毒喷液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1).将纳米二氧化钛光触媒粉体、吊兰浸提液、分散剂及其他添加剂和95％乙醇水溶液加入至KakuhunterSK-300TVSII旋转混合器内进行预混合，内外转速分别为600rpm和1000rpm，气压为一个标准大气压，备用；
2).将步骤1)获得的混合物缓慢注入搅拌釜式反应器内并通入超纯水，混合搅拌30分钟，混合温度30℃，并超声分散30min后进行沉降，备用；
3).使用0.2μm的微滤膜对步骤2)获得的沉降液进行过滤，即得复合型杀菌消毒喷液。
5.根据权利要求4所述的纳米二氧化钛光触媒粉体，其特征在于：包括如下步骤：
1).冰水浴条件下将前驱物钛醇盐、四氯化钛、硫酸钛与3％硫酸铵水溶液混合，备用；
2).将步骤1)获得的混合物与超纯水混合，70℃恒温水解，滴入稀氨水调节pH值至8，过滤得白色沉淀，备用；
3).将步骤2)获得的白色沉淀洗涤、干燥、研磨，后经500℃高温焙烧得纳米二氧化钛光触媒粉体。
6.根据权利要求5所述的纳米二氧化钛光触媒粉体，其特征在于：所述纳米二氧化钛光触媒粉体的晶型为锐钛型，粒径选用小于50nm，优选自小于30nm，最优选为小于5nm。
7.根据权利要求4所述的吊兰浸提液，其特征在于：包括如下步骤：
1).将吊兰植株用去离子水洗净擦干，称取500g吊兰于研钵中研磨成汁，备用；
2).向步骤1)获得的吊兰汁中加入75％乙醇水溶液，浸泡15min，用120W，40kHz的超声波清洗器，超声波处理30min后，5000r/min离心5min，得离心液，备用；
3).使用RE-5220型旋转蒸发仪蒸对步骤2)获得的离心液进行旋蒸，旋蒸温度70℃，后经0.2μm的微滤膜过滤，得吊兰浸提液。
8.根据权利要求4所述复合型杀菌消毒喷液，其特征在于：使用方法为将其喷洒、涂覆或擦拭至受污染物体表面，或使用超声雾化设备将其分散至受污染的环境内，通过紫外线或可见光对污染物进行照射。
9.根据权利要求4所述复合型杀菌消毒喷液，其特征在于：其可用于杀菌消毒，治理室内空气中甲醛、苯、乙酸乙酯等挥发性有机物。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190607 |
|
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