CN110731350B - 一种纳米复合抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米复合抗菌剂及其制备方法,按照质量分数计所述复合抗菌剂包括纳米钛酸锌50~100%、二氧化钛0~50%、银粒子0.1~0.5%和铕粒子0.1~1%。所述纳米复合抗菌剂既具有银离子抗菌,又具有光催化抗菌的双重抗菌功效,所述制备方法解决现有纳米颗粒在制备过程中易团聚,聚合程度高,尺寸偏大等问题。

Description

一种纳米复合抗菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于抗菌剂领域,涉及一种复合抗菌剂,尤其涉及一种纳米复合抗菌剂及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展,塑料制品已成为人们的日常生活中必须可少的一部分。由于环境污染等原因,日常接触的塑料制品表面常带有大量细菌,成为一个个细菌污染源和疾病传播源。发展和研究具有抗菌效果的塑料制品,对于改善人们的生活环境,减少疾病发生率,保护人类身体健康等方面都具有现实意义。目前应用最广泛的是耐热性好、抗菌谱广、有效期长的无极抗菌剂,其制备通常采用银离子及其化合物。但载银无机抗菌剂在应用时,存在成本高,耐候性差,对真菌类抗菌效果差。现有纳米抗菌剂中制备方法造成颗粒团聚、尺寸不稳定的,且现有抗菌剂只有金属离子抗菌或只有光催化抗菌效果。
CN 107568265 A公开了一种塑料用银-稀土复合抗菌剂,包括以下按质量份数计的组分:纳米银25-37%、稀土盐8-14%、壳聚糖18-30%、柠檬酸钠1-4%、泡沫铜2-14%、二氧化钛2-15%、氧化银3-8%、香茅草精油0.8-4.5%、pH调节剂0.1-5.2%,且所有组分之和为100%。所述银-稀土复合抗菌剂的制备方法为纳米银与其他成分的简单混合,纳米银粒子有较明显的团聚现象。
CN1739356A公开了稀土激活载银系无机抗菌剂及其制备方法,该抗菌剂(1) 抗菌离子化合物,如Ag+、Zn2+、Cu2+的硝酸盐或硫酸盐或氮化物,采用Ag+、 Zn2+、Cu2+中的一种或两种以上的抗菌离子,其含量为5-10%,优选为6-8%;若采用银和锌两者复合的抗菌离子,则其配比为:Ag+:Zn2+=1:(2-3);(2)稀土激活元素化合物,如硝酸镧、硝酸钇,其含量为0.5-3.0%,优选为1.0-1.5%;(3) 载体羟基磷酸锆钠,其含有的重量为86-93%。虽然该专利改善了抗菌剂的变色问题,提高了杀菌效果,但其耐候性差,对真菌的抑制效果有待增强。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种纳米复合抗菌剂及其制备方法,所述纳米复合抗菌剂既具有银离子抗菌,又具有光催化抗菌的双重抗菌功效,所述制备方法解决现有纳米颗粒在制备过程中易团聚,聚合程度高,尺寸偏大等问题。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明目的之一在于提供一种纳米复合抗菌剂,按照质量分数计所述复合抗菌剂包括纳米钛酸锌50~100%、二氧化钛0~50%、银粒子0.1~0.5%和铕粒子 0.1~1%。
其中,纳米钛酸锌的质量分数可以是55%、60%、65%、70%、75%、80%、 85%、90%或95%等,二氧化钛的质量分数可以是1%、5%、10%、15%、20%、 25%、30%、35%、40%或45%等,银粒子的质量分数可以是0.15%、0.2%、0.25%、 0.3%、0.35%、0.4%或0.45%等,铕粒子的质量分数可以是0.2%、0.3%、0.4%、 0.5%、0.6%、0.7%、0.8%或0.9%等,但并不仅限于所列举的数值,上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述钛酸锌为六方相晶型,二氧化钛为锐钛矿相晶型,所述银粒子和铕粒子位于所述钛酸锌和所述二氧化钛的晶格中。
本发明中,引入了银离子Ag+和Zn+,由于细菌表面带有负电荷,带正电荷的银离子被吸附到细菌表面,通过细胞壁进入细菌内部,与细胞酶中含有的巯基(SH-)反应并化合,破坏了细胞酶的组成和活性,导致细菌细胞死亡,从而有效抑制细菌的繁殖再生;而二氧化钛和钛酸锌被证实都具有良好的光催化性能,从而具有一定的抗菌效果。故本发明所制备的纳米复合抗菌剂既具有银离子抗菌,又具有光催化抗菌的双重抗菌功效。
本发明目的之二在于提供一种上述纳米复合抗菌剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钛源与有机溶剂混合,得到钛源溶液,在搅拌下向所述钛源溶液中逐滴加入第一催化剂溶液,并加入锌源溶液,得到第一反应液;将银源和铕源混合,再与分散剂混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后对产物进行干燥,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶进行煅烧,得到所述纳米复合抗菌剂。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述钛源包括钛酸丁酯、四氯化钛、钛酸乙酯、钛酸异丁酯、钛酸正丙酯或钛酸异丙酯中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:钛酸丁酯和四氯化钛的组合、四氯化钛和钛酸乙酯的组合、钛酸乙酯和钛酸异丁酯的组合、钛酸异丁酯和钛酸正丙酯的组合、钛酸正丙酯和钛酸异丙酯的组合或钛酸丁酯、四氯化钛和钛酸乙酯的组合等。
优选地,步骤(1)所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇或甲醇任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:乙醇和异丙醇的组合、异丙醇和甲醇的组合、甲醇和乙醇的组合或乙醇、异丙醇和甲醇的组合等。
优选地,步骤(1)所述锌源包括硝酸锌和/或氯化锌。
优选地,步骤(1)所述银源为硝酸银。
优选地,步骤(1)所述铕源包括硝酸铕和/或氧化铕。
优选地,步骤(1)所述第一催化剂包括磷酸、亚磷酸或次磷酸中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:磷酸和亚磷酸的组合、亚磷酸和次磷酸的组合、次磷酸和磷酸的组合或磷酸、亚磷酸和次磷酸的组合等。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述钛源与有机溶剂的摩尔比为 1:1~10,如1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述催化剂与所述钛源的摩尔比为1:10~20,如1:11、 1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18或1:19等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述锌源与所述钛源的摩尔比为1:1.1~2,如1:1.1、1:1.2、 1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述银源与所述钛源的摩尔比为1:500~1000,如1:500、 1:600、1:700、1:800、1:900或1:1000等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述铕源与所述钛源的摩尔比为1:100~500,如1:100、 1:200、1:300、1:400或1:500等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述分散剂与所述钛源的摩尔比为1:10~20,如1:11、 1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18或1:19等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述分散剂包括有机醇胺类分散剂和季铵盐类分散剂。
优选地,所述有机醇胺类分散剂包括二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺或三乙烯二胺中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:二乙醇胺和三乙醇胺的组合、三乙醇胺和三异丙醇胺的组合、三异丙醇胺和三乙烯二胺、三乙烯二胺和二乙醇胺的组合或乙醇胺、三异丙醇胺和三乙烯二胺的组合等。
作为本发明优选的技术方案,所述季铵盐类分散剂的结构如式I所示:
Figure DEST_PATH_1
其中,R1、R2和R3分别独立地包括取代或未取代烃基。
其中,所述取代或未取代烃基包括取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳香基或取代或未取代的杂芳基等。
在本发明中,取代或未取代的烷基优选为C1~C12(例如C2、C3、C4、 C5、C6、C7、C8、C9、C10或C11)的取代或未取代的烷基。
取代的或未取代的环烷基优选为C3~C12(例如C4、C5、C6、C7、C8、 C9、C10或C11)的环烷基。
在本发明中,取代或未取代的烯基优选为C2~C12(例如C3、C4、C5、 C6、C7、C8、C9、C10或C11)的取代或未取代的烯基。
在本发明中,取代或未取代的炔基优选为C2~C12(例如C3、C4、C5、 C6、C7、C8、C9、C10或C11)的取代或未取代的炔基。
取代或未取代的芳基优选为C6~C13(例如C7、C8、C9、C10、C11或C12) 的芳基。
取代或未取代的杂芳基优选为C4~C12(例如C5、C6、C7、C8、C9、C10 或C11)取代的或未取代的杂芳基。
作为本发明优选的技术方案,所述季铵盐类分散剂的合成方法包括:
将季戊四醇与二氯亚砜冰水浴反应不超过1h,加入碱液中和,再加入叔胺类化合物和第二催化剂,加压作用下60~100℃下反应2~3h,即得到季铵盐类分散剂。
其中,季戊四醇与二氯亚砜冰水浴反应的反应时间可以是0.1h、0.2h、0.3 h、0.4h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h等,加压作用下的反应温度可以是60℃、70℃、80℃、90℃或100℃等,加压作用下的反应时间可以是2h、 2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h或3h等,但并不仅限于所列举的数值,上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,季戊四醇:二氯亚砜:叔胺类化合物:第二催化剂的摩尔比是1: (4.01~4.05):(4.01~4.05):(0.001~0.005)。
优选地,所述的碱液为乙醇钠溶液、甲醇钠溶液、甲醇钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或乙醇钾溶液中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述叔胺类化合物包括三乙胺、三乙撑胺或N、N-二甲基苯胺中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:三乙胺和三乙撑胺的组合、三乙撑胺和N、N-二甲基苯胺的组合、N、N-二甲基苯胺和三乙胺的组合或三乙胺、三乙撑胺和N、N-二甲基苯胺的组合等。
优选地,所述第二催化剂包括碘化钾和/或碘化钠。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述反应的时间为2~6h,如2.5h、 3h、3.5h、4h、4.5h、5h或5.5h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述干燥的温度为100~110℃,如100℃、101℃、102℃、 103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述干燥的时间不小于24h,如24h、28h、32h、36h、 40h、44h或48h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述煅烧的温度为600~800℃,如600℃、620℃、650℃、 680℃、700℃、720℃、750℃、780℃或800℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述煅烧的时间为3~5h,如3h、3.2h、3.5h、3.8h、 4h、4.2h、4.5h、4.8h或5h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述煅烧后对煅烧产物进行研磨。
作为本发明优选的技术方案,上述纳米复合抗菌剂包括以下步骤:
(1)将钛酸丁酯与乙醇按照体积比1:1~10混合,得到钛酸丁酯的乙醇溶液,在搅拌下向所述钛酸丁酯的乙醇溶液中逐滴加入第一催化剂溶,并加入硝酸锌溶液,所述硝酸锌与所述钛酸丁酯的摩尔比为1:1.1~2,得到第一反应液;将硝酸银和硝酸铕混合,所述硝酸银与所述钛酸丁酯的摩尔比为1:200~1000,所述硝酸铕与所述钛酸丁酯的摩尔比为1:100~500,再与有机醇胺类分散剂和季铵盐类分散剂混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后在100~110℃下对产物进行干燥至少24h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶600~800℃下进行煅烧3~5h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂。
与现有技术方案相比,本发明至少具有以下有益效果:
(1)本发明提供的制备方法采用四级季铵盐作为分散剂,使银和稀土铕粒子良好的分布在钛酸锌和二氧化钛晶格中,且未对其晶格结构造成影响,纳米粒子之间的聚合得到了有效的抑制。
(2)本发明提供的银和稀土铕共掺纳米钛酸锌、二氧化钛复合抗菌剂既具有银离子抗菌,又具有光催化抗菌的双重抗菌效果。
附图说明
图1是实施例1所制备的纳米复合抗菌剂的透射电镜图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本实施例提供一种纳米复合抗菌剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将2mol钛酸丁酯与4mol乙醇混合,得到钛酸丁酯的乙醇溶液,在搅拌下向所述钛酸丁酯的乙醇溶液中逐滴加入0.1mol磷酸作为催化剂,并加入 1mol硝酸锌溶液,得到第一反应液;将0.005mol硝酸银和0.008mol硝酸铕混合,再与0.01mol二乙醇胺分散剂和0.02mol季铵盐分散剂A混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后在105℃下对产物进行干燥24h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶700℃下进行煅烧3h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂。
其中,季铵盐分散剂A的制备方法为:将1mol季戊四醇与4.01mol二氯亚砜在冰水浴中反应1h,加入4.1mol氢氧化钠,再加入0.004mol碘化钾作为催化剂,在80℃下与4.02mol三乙胺反应2h得到季铵盐分散剂A。
实施例2
本实施例提供一种纳米复合抗菌剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将2mol钛酸丁酯与5mol乙醇混合,得到钛酸丁酯的乙醇溶液,在搅拌下向所述钛酸丁酯的乙醇溶液中逐滴加入0.1mol亚磷酸作为催化剂,并加入1.5mol硝酸锌溶液,得到第一反应液;将0.006mol硝酸银和0.01mol硝酸铕混合,再与0.02mol三乙醇胺分散剂和0.03mol季铵盐分散剂B混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后在110℃下对产物进行干燥36h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶800℃下进行煅烧4h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂。
其中,季铵盐分散剂B的制备方法为:将1mol季戊四醇与4.02mol二氯亚砜在冰水浴中反应0.5h,加入4.1mol乙醇钠,再加入0.005mol碘化钠作为催化剂,在90℃下与4.01molN、N-二甲基苯胺反应2.5h得到季铵盐分散剂B。
实施例3
本实施例提供一种纳米复合抗菌剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将2mol钛酸丁酯与6mol乙醇混合,得到钛酸丁酯的乙醇溶液,在搅拌下向所述钛酸丁酯的乙醇溶液中逐滴加入0.1mol次磷酸作为催化剂,并加入1.2mol硝酸锌溶液,得到第一反应液;将0.005mol硝酸银和0.015mol硝酸铕混合,再与0.01mol三异丙醇胺分散剂和0.02mol季铵盐分散剂C混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后在100℃下对产物进行干燥24h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶600℃下进行煅烧5h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂。
其中,季铵盐分散剂C的制备方法为:将1mol季戊四醇与4.04mol二氯亚砜在冰水浴中反应0~1h,加入4.1mol氢氧化钾,再加入0.002mol碘化钠作为催化剂,在100℃下与4.03mol三乙撑胺反应3h得到季铵盐分散剂C。
实施例4
本实施例提供一种纳米复合抗菌剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将2mol钛酸丁酯与8mol乙醇混合,得到钛酸丁酯的乙醇溶液,在搅拌下向所述钛酸丁酯的乙醇溶液中逐滴加入0.1mol磷酸作为催化剂,并加入 1.6mol硝酸锌溶液,得到第一反应液;将0.01mol硝酸银和0.02mol硝酸铕混合,再与0.02mol三乙醇胺分散剂和0.02mol季铵盐分散剂D混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后在105℃下对产物进行干燥48h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶600℃下进行煅烧4h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂。
其中,季铵盐分散剂D的制备方法为:将1mol季戊四醇与4.02mol二氯亚砜在冰水浴中反应0.5h,加入4.1mol甲醇钠,再加入0.003mol碘化钾作为催化剂,在70℃下与4.05mol三乙胺反应2.5h得到季铵盐分散剂D。
对比例1
本对比例除了将实施例1使用的季铵盐分散剂A替换为十二烷基三甲基溴化铵外,其他条件均与实施例1相同。
对比例2
本对比例除了将实施例1使用的季铵盐分散剂A替换为亚甲基双萘磺酸钠外,其他条件均与实施例1相同。
对比例3
本对比例除了将实施例1中0.008mol硝酸铕替换为等摩尔的硝酸银外,其他条件均与实施例1相同。
实施效果
将实施例1~4所制备的抗菌剂分别应用于瓷砖、地板、石英石台面以及粉末涂料中,瓷砖按照中华人民共和国建材行业标准JC-T 897-2014《抗菌陶瓷制品抗菌性能》进行检测,地板按照中华人民共和国国家标准GB/T 31402-2005《塑料-塑料表面抗菌性能试验方法》进行检测,粉末涂料按照GB/T 21866-2008《抗菌涂料抗菌性能测定法和抗菌效果》进行检测,防霉性能按照GB/T24128-2009 《塑料防霉性能试验方法》进行检测。抗菌测试结果如表1所示:
表1
Figure BDA0002245879780000121
对比例1的测试结果如表2所示:
表2
Figure BDA0002245879780000122
对比例2的测试结果如表3所示:
表3
Figure BDA0002245879780000123
对比例3的测试结果如表4所示:
表4
Figure BDA0002245879780000131
实施例1-4的防霉测试结果如表5所示:
表5
Figure BDA0002245879780000132
对比例1的测试结果如如表6所示:
表6
Figure BDA0002245879780000133
对比例2的测试结果如如表7所示:
表7
Figure BDA0002245879780000134
对比例3的测试结果如如表8所示:
表8
Figure BDA0002245879780000141
样品上霉菌的生长情况评价如下:
0-不生长
1-痕量生长(在显微镜观察,长霉面积<10%)
2-少量生长(长霉面积≥10%,并<30%)
3-中度生长(长霉面积≥30%,并<60%)
4-重度生长(长霉面积≥60%,并≤100%)。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种纳米复合抗菌剂,其特征在于,按照质量分数计所述复合抗菌剂包括纳米钛酸锌50~100%、二氧化钛1~50%、银粒子0.1~0.5%和铕粒子0.1~1%;
所述钛酸锌为六方相晶型,二氧化钛为锐钛矿相晶型,所述银粒子和铕粒子位于所述钛酸锌和所述二氧化钛的晶格中;
所述纳米复合抗菌剂采用如下方法进行制备,所述方法包括以下步骤:
(1)将钛源与有机溶剂按照体积比1:1~10混合,得到钛源溶液,在搅拌下向所述钛源溶液中逐滴加入第一催化剂溶液,所述催化剂与钛源的摩尔比为1:10~20,并加入锌源溶液,所述锌源与所述钛源的摩尔比为1:1.1~2,得到第一反应液;将银源和铕源混合,所述银源与所述钛源的摩尔比为1:200~1000,所述铕源与所述钛源的摩尔比为1:100~500,再与分散剂混合,所述分散剂与钛源的摩尔比为1:10~20,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应2-6h,反应结束后对产物在100-110℃的温度下进行干燥至少24h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶于600-800℃下进行煅烧3-5h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂;
步骤(1)所述第一催化剂包括磷酸、亚磷酸或次磷酸中的任意一种或至少两种的组合;
步骤(1)所述分散剂包括有机醇胺类分散剂和季铵盐类分散剂;
所述季铵盐类分散剂的结构如式I所示:
Figure FDA0003110364590000021
其中,R1、R2和R3分别独立地选自取代或未取代的烃基;其中所述取代或未取代的烃基为取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、取代或未取代的C6-C13的芳基。
2.一种如权利要求1所述的纳米复合抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钛源与有机溶剂按照体积比1:1~10混合,得到钛源溶液,在搅拌下向所述钛源溶液中逐滴加入第一催化剂溶液,所述催化剂与钛源的摩尔比为1:10~20,并加入锌源溶液,所述锌源与所述钛源的摩尔比为1:1.1~2,得到第一反应液;将银源和铕源混合,所述银源与所述钛源的摩尔比为1:200~1000,所述铕源与所述钛源的摩尔比为1:100~500,再与分散剂混合,所述分散剂与钛源的摩尔比为1:10~20,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应2-6h,反应结束后对产物在100-110℃的温度下进行干燥至少24h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶于600-800℃下进行煅烧3-5h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂;
步骤(1)所述第一催化剂包括磷酸、亚磷酸或次磷酸中的任意一种或至少两种的组合;
步骤(1)所述分散剂包括有机醇胺类分散剂和季铵盐类分散剂;
所述季铵盐类分散剂的结构如式I所示:
Figure FDA0003110364590000031
其中,R1、R2和R3分别独立地选自取代或未取代的烃基;其中所述取代或未取代的烃基为取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、取代或未取代的C6-C13的芳基。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述钛源包括钛酸丁酯、四氯化钛、钛酸乙酯、钛酸异丁酯、钛酸正丙酯或钛酸异丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇或甲醇任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述锌源包括硝酸锌和/或氯化锌。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述银源为硝酸银。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述铕源包括硝酸铕和/或氧化铕。
8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述有机醇胺类分散剂包括二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺或三乙烯二胺中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述季铵盐类分散剂的合成方法包括:
将季戊四醇与二氯亚砜冰水浴反应不超过1h,加入碱液中和,再加入叔胺类化合物和第二催化剂,加压作用下60~100℃下反应2~3h,即得到季铵盐类分散剂。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,季戊四醇:二氯亚砜:叔胺类化合物:第二催化剂的摩尔比是1:(4.01~4.05):(4.01~4.05):(0.001~0.005)。
11.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述的碱液为乙醇钠溶液、甲醇钠溶液、甲醇钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或乙醇钾溶液中的任意一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述叔胺类化合物包括三乙胺、三乙撑胺或N、N-二甲基苯胺中的任意一种或至少两种的组合。
13.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第二催化剂包括碘化钾和/或碘化钠。
14.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钛酸丁酯与乙醇按照体积比1:1~10混合,得到钛酸丁酯的乙醇溶液,在搅拌下向所述钛酸丁酯的乙醇溶液中逐滴加入第一催化剂溶,并加入硝酸锌溶液,所述硝酸锌与所述钛酸丁酯的摩尔比为1:1.1~2,得到第一反应液;将硝酸银和硝酸铕混合,所述硝酸银与所述钛酸丁酯的摩尔比为1:200~1000,所述硝酸铕与所述钛酸丁酯的摩尔比为1:100~500,再与有机醇胺类分散剂和季铵盐类分散剂混合,得到第二反应液;
(2)搅拌下,将所述第二反应液逐滴加入所述第一反应液中反应,反应结束后在100~110℃下对产物进行干燥至少24h,得到干凝胶;
(3)对步骤(2)得到的干凝胶于600~800℃下进行煅烧3~5h,研磨得到所述纳米复合抗菌剂。
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