CN112007426B - 一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法 - Google Patents

一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高性能介孔二氧化硅‑壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)首先将冰醋酸水溶液与壳聚糖混匀制备成壳聚糖‑醋酸溶液，再将壳聚糖‑醋酸溶液与3‑缩水甘油醚三甲氧基硅烷混合搅拌后过夜，取介孔二氧化硅粉末加入过夜的溶液中，搅拌离心，再使用超纯水冲洗，得到壳聚糖‑介孔二氧化硅复合材料；(2)将步骤(1)中制备的壳聚糖‑介孔二氧化硅复合材料加水配制浓度为100g/L溶液，与无纺布进行复合，将复合样品进行预烘、烘焙处理，再通过紫外光固化,制备得到抗菌过滤片。本发明制备的过滤片，抑菌率高达90％以上，同时可有效过滤空气中的超细颗粒物，起到有效的防护雾霾作用。

Description

一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备 方法
技术领域
本发明涉及抗菌过滤技术领域，具体的涉及一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会工业化水平提高，环境问题日益凸显，2013年出现的“雾霾”词汇深入人心。雾霾的主要污染物PM2.5是粒径小于等于2.5μm的细小颗粒，PM2.5可以通过人的呼吸道进入肺泡并沉积，对人体的呼吸系统造成损伤，容易引发支气管炎，心肌梗死等疾病。此外，空气中还存在各种细菌病毒，如金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、大肠杆菌、流感病毒等，这些细菌病毒的生存能力强，非常容易繁殖，对环境耐受力强，容易引发传染性流感、肺结核、传染性肺炎等疾病，近年来爆发的呼吸系统传染性疾病基本都是通过唾液和空气传播，对人类的健康跟社会稳定造成了严重的影响。人们逐渐意识到防护的重要性，过滤功能的耗材也成了防护用品中必不可少的物资用品。目前市面上使用的过滤片，多为防护过滤功能，具有抗菌特性的过滤片比较少。目前用的最多的抗菌剂多为醛化合物抗菌剂，这类抗菌剂虽然抗菌性强，但安全性比较差，容易水解，对人体和环境的毒性危害比较大。因此迫切的需要一种具有抗菌抑菌、生物相容性好的过滤材料来应对雾霾天气和流感病毒带来的危害。
目前市面上存在多种防护过滤装备，它们大多数的过滤层聚丙烯熔喷非织造布，依靠阻挡截留、静电吸附等作用对颗粒和细菌进行阻隔，但有关研究发现，病毒携带者佩戴一般的防护过滤用品后，病毒细菌会残留在过滤层内，在适宜的环境中继续生长，过滤层上的病原体会再次释放，给人体造成二次污染。壳聚糖作为一种非均一性聚糖，具有一定的抗菌性，能够阻碍多种细菌的生长。其抗菌机理是通过壳聚糖上的氨基在酸性条件下质子化通过静电力作用与带负电的细菌结合，使细菌絮凝沉淀，从而降低细菌的生长繁殖速度。同时，它能干扰细胞壁的合成，诱导细菌细胞膜和细胞壁上的负电荷分布不均匀，从而影响在自然状态下溶解平衡和细胞壁的合成，细胞溶解后，由于不能承受渗透压的作用而逐渐变形破裂。壳聚糖有一定的生物相容性，且具具有生物活性及可降解性，壳聚糖及其衍生物还可抑制微生物生长，止痛，止血，增进上皮细胞生长及抑制成纤维细胞的增殖，激活和趋化巨噬细胞，对组织的结构构件和重塑起到很好的作用，在创面愈合治疗中有重大意义。壳聚糖是从天然生物中得到的生物高分子，与生物体细胞有良好的生物相容性，不具有毒性且可以被生物体分解。由于具有生物活性，被视为最具潜力的生物高分子，尤其在生理上的调节机能也受到重视，包括抑制肿瘤组织的活性，促进伤口愈合等。
2020年新冠肺炎疫情在全世界迅速蔓延，防护成为了最严峻的问题，目前，从动物中提取的壳聚糖，是一种天然的抗菌剂，壳聚糖无毒无害，容易分解，对人体不会产生毒副作用，并且不会对环境造成危害。为了防止病原体残留在过滤层中形成二次污染，本发明涉及一种介孔二氧化硅-壳聚糖复合材料的制备，发明一种天然的抗菌性能好的介孔二氧化硅-壳聚糖过滤片，主要用于抗菌型防护用品的使用，以应对流感病毒带给人们的危害。
CN107881780A公开了一种纳米氧化物高强抗菌织物的后整理方法，包括以下步骤：1)将壳聚糖季铵盐乙酸水溶液混合；2)纳米TiO2/SiO2复合氧化物加入；3)将海藻酸钙加入；4)聚丙烯无纺布浸渍、刮涂、轧压、预固化、光固化，得到产物。本发明具有抗菌效果好、力学性能稳定的优点。但上述工艺制备繁琐，防固体颗粒物能力较低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片及其制备方法。该过滤片具有无毒无害、抗菌性强、生物相容性好、对环境友好，透气性强，可有效过滤空气中的超细颗粒物的特点。
为了实现上述目的，根据壳聚糖天然的抗菌抑菌性能，首先制备高性能的介孔二氧化硅，以介孔二氧化硅为无机原材料，以高分子的壳聚糖为有机原材料，以冰醋酸、超纯水、碱液、正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、乙酸乙酯为反应试剂，通过水浴合成的化学反应，调节反应的温度、PH值、水浴加热、离心去杂质，洗涤过滤，得到白色粉末状的介孔二氧化硅-壳聚糖交联产物。将介孔二氧化硅-壳聚糖交联产物，进行抗菌无纺布的后整理，制备抗菌无纺布过滤片。本生产工艺流程简单，原材料简单易得且成本低，生产的交联产物纯度高，抗菌性能好。操作流程如图1所示。
本发明解决的问题通过以下步骤来实现：
一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)首先将冰醋酸水溶液与壳聚糖混匀制备成壳聚糖-醋酸溶液，再将壳聚糖-醋酸溶液与3-缩水甘油醚三甲氧基硅烷混合搅拌后过夜，取介孔二氧化硅粉末加入过夜的溶液中，搅拌离心，再使用超纯水冲洗，得到壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料；
(2)将步骤(1)中制备的壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料加水配制浓度为100g/L溶液，与无纺布进行浸渍复合，将复合样品进行预烘、烘焙处理，再通过紫外光固化,制备得到抗菌过滤片。
具体的，本发明采用3-缩水甘油醚三甲氧基硅烷试剂，使反应容易获得SiO2单分散粒子，通过洗涤过滤除去严重聚结的沉淀，快速用纯水洗涤去除表面的硅酸物，离心得到纯净的产品，胶束和其他离子，尽量减少了纳米粒子间的聚结，反应过程简单，获得的复合材料纯度高，无其他有害物质。
进一步，所述步骤(1)中选用质量分数为2％-4％的冰醋酸水溶液。
进一步，所述步骤(1)中配置质量分数0.5％-1.0％的壳聚糖-醋酸溶液。
进一步，所述壳聚糖与介孔二氧化硅的质量比为：5:0.05-0.08。
具体的，本发明还提供了一种介孔二氧化硅粉末的制备方法包括以下步骤：
(1)将模板剂溶于超纯水中,升温40-50℃，搅拌混匀，使模板剂CTAB溶解，将碱液和模板助剂一同滴加到模板剂溶液中，在搅拌过程中，加入氧化硅前驱体正硅酸乙酯至混合溶液中,反应一段时间，得到乳白色溶液，离心，去除上清悬浮液，得到白色固体沉淀物；
(2)将得到的固体白色沉淀物加入无水乙醇，超声处理，得到白色沉淀物，离心，将白色沉淀物烘干，得到介孔二氧化硅粉末。
制备介孔二氧化硅的反应温和易控，反应体系简单、步骤少、原料易得、设备简单且操作方便，可大规模生产。介孔二氧化硅粉末在利用离心技术快速沉淀分离，通过超纯水洗涤过滤，除去表面活性剂后得到形貌规整的介孔二氧化硅。该方法在一定程度上保护了介孔结构的连续性，简化了工艺的复杂性，表面活性剂与前驱体不存在强的静电作用，所以可形成较厚的孔壁，较大的孔径，并且粒径分布窄，具有高比表面积，具有良好的热稳定性、透气性，可有效过滤空气中的超细颗粒物。
进一步，所述的模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述碱液为氨水或者氢氧化钠任一种，所述模板助剂为乙酸乙酯。
进一步，所述步骤(1)中的模板剂用量为100-150mg，碱液用量为2-5mL,模板助剂用量为1.3-4.0mL,正硅酸乙酯用量为0.5-1.0mL。
进一步，所述步骤(1)中的模板剂的溶解温度为45℃。
进一步，步骤(2)超声处理4-8min，离心转速为4000r/min，离心3-5min。
进一步，所述介孔二氧化硅粉末的粒径为10-30nm。优选的，介孔二氧化硅粉末的粒径粒度分布为(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤2。本发明制备的介孔二氧化硅粒径分布窄，具有高比表面积，具有良好的热稳定性、透气性，可有效过滤空气中的超细颗粒物。
本发明的有益效果：
(1)本发明选用介孔二氧化硅-壳聚糖复合材料用于过滤片的使用，抑菌率高达90％以上，防固体颗粒物效果良好，可有效阻隔传染性病原菌的生长，可起到有效的防护作用。
(2)本发明选用的介孔二氧化硅材料，粒径分布窄，具有高比表面积，具有良好的热稳定性、透气性，可有效过滤空气中的超细颗粒物。
(3)本发明选用的壳聚糖作为抗菌剂，壳聚糖是甲壳素脱乙酰的产物，广泛存在于自然界的虾蟹及贝壳中，具有生物相容性好，可降解能力强的优。此外，壳聚糖是一种非均一性聚糖，具有一定的抗菌性，能够阻碍多种细菌的生长，其抗菌机理是通过壳聚糖上的氨基在酸性条件下质子化通过静电力作用与带负电的细菌结合，使细菌絮凝沉淀，从而降低细菌的生长繁殖速度。因此介孔二氧化硅-壳聚糖复合材料用于过滤片，具有良好的抗菌抑菌性能，生物相容性好。
(4)模板剂CTAB廉价易得，溶解条件对温控的要求不高，温度波动范围±5℃，不影响产品质量，同时模板剂CTAB也易溶于水，使得反应更容易进行。
(5)反应过程中，介孔二氧化硅与壳聚糖进行复合反应，生成的杂质可以用纯水冲洗后离心去除，不会有残留，减少副产物的出现，产品质量与收率得到极大提高。
(6)制备的介孔二氧化硅与壳聚糖过滤片，无纺布的表面附着一层UV固化膜，促使介孔二氧化硅与壳聚糖牢固的结合在无纺布上，赋予织物持久长效的抗菌性，抗菌过滤片透气、热稳定性好。
附图说明
图1为一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备工艺流程图。
具体实施例
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不局限于以下的实施例介绍，凡依照本发明的方法所作的等同的变化或变通都应视为本发明保护的范畴。
实施例1
将150mg模板剂十六烷基三甲基溴化铵(简写：CTAB)溶解于15ml超纯水中，在反应釜中进行搅拌混匀，同时，温度控制在40℃使其溶解，将5mL NaOH和4.0mL模板助剂乙酸乙酯(简写：EtOAC)一同滴加到CTAB溶液中，匀速搅拌5min后，加入1.0mL氧化硅前驱体正硅酸乙酯(简写：TEOS)至混合溶液中，在搅拌的过程中，混合溶液由无色透明变成乳白色溶液，持续搅拌24h后，将溶液转入离心机中进行离心，转速为：6000r/min，离心10min后，去除上清悬浮液，得固体白色沉淀物。
将得到的固体白色沉淀物加入50ml无水乙醇并超声处理8min，在转速为4000r/min，离心5min，将离心得到白色沉淀物于75-85℃烘干，得到介孔二氧化硅粉末。
采用此方法制备的介孔二氧化硅，粒径为10-30nm；其中粒径粒度分布为(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3。
实施例2
将100mg模板剂CTAB溶解于15ml超纯水中，在反应釜中进行搅拌混匀，同时，温度控制在45℃，使其溶解，将2mL氨水和3.0mL模板助剂EtOAC一同滴加到CTAB溶液中，匀速搅拌5min后，加入0.5mL氧化硅前驱体TEOS至混合溶液中，在搅拌的过程中，混合溶液由无色透明变成乳白色溶液，持续搅拌24h后，将溶液转入离心机中进行离心，转速为：6000r/min，离心10min后，去除上清悬浮液，得固体白色沉淀物。
将得到的固体白色沉淀物加入50ml无水乙醇并超声处理5min，在转速为4000r/min，离心3min，将离心得到白色沉淀物于75-85℃烘干，得到介孔二氧化硅粉末。
采用此方法制备的介孔二氧化硅，粒径为10-30nm；其中粒径粒度分布为(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3。
实施例3
首先将质量分数为2％的冰醋酸水溶液与壳聚糖混匀制备成质量分数为0.5％的壳聚糖-醋酸溶液。取50ml壳聚糖-醋酸溶液与2ml的3-缩水甘油醚三甲氧基硅烷混合，搅拌后过夜，取实施例1制备的白色粉末状介孔二氧化硅粉末加入过夜的液体中，搅拌离心，再使用超纯水冲洗，最后得到壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料。其中，壳聚糖与介孔二氧化硅的质量比为：5:0.08。
将无纺布切割成40cm×30cm大小，配制浓度为100g/L的制备的壳聚糖-介孔二氧化硅复合溶液，将壳聚糖-介孔二氧化硅复合溶液与无纺布进行浸渍复合，对复合样品50℃预烘3min，120℃烘焙3min，将样品放在3kw的紫外高压汞灯下照射20s，样品通过UV光固化,制备出具有抗菌性能的过滤片。
实施例4
首先将质量分数为4％的冰醋酸水溶液与壳聚糖混匀制备成质量分数为1％的壳聚糖-醋酸溶液。取50ml壳聚糖-醋酸溶液与3ml的3-缩水甘油醚三甲氧基硅烷混合，搅拌后过夜，取实施例2制备的白色粉末状介孔二氧化硅粉末加入过夜的液体中，搅拌离心，再使用超纯水冲洗，最后得到壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料。其中，壳聚糖与介孔二氧化硅的质量比为：5:0.05。
将无纺布切割成40cm×30cm大小，加水配制浓度为100g/L的壳聚糖-介孔二氧化硅复合溶液，将壳聚糖-介孔二氧化硅复合溶液与无纺布进行浸渍复合，对复合样品50℃预烘6min，120℃烘焙6min，将样品放在3kw的紫外高压汞灯下照射30s，样品通过UV光固化,制备出具有抗菌性能的过滤片。
实施例5
首先将质量分数为4％的冰醋酸水溶液与壳聚糖混匀制备成质量分数为1％的壳聚糖-醋酸溶液。取50ml壳聚糖-醋酸溶液与3ml的3-缩水甘油醚三甲氧基硅烷混合，搅拌后过夜，取实施例2制备的白色粉末状介孔二氧化硅粉末加入过夜的液体中，搅拌离心，再使用超纯水冲洗，最后得到壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料。其中，壳聚糖与介孔二氧化硅的质量比为：5:0.05。
将丙烯酸低聚物溶解于醋酸溶液中，配制成质量分数为8-30％的溶液，得到喷雾溶液1；
将壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料溶解于醋酸溶液中，配制浓度为100g/L的壳聚糖-介孔二氧化硅复合溶液，加入一定量的紫外光交联单体，搅拌均匀，得到喷雾溶液2；所述的紫外光交联单体为：丙烯酸双环戊二烯酯。所述丙烯酸低聚物、壳聚糖-介孔二氧化硅、紫外光交联单体的质量为：0.2：1:0.4。
首先开启喷雾溶液2喷头对无纺布进行静电喷雾1-2min，流速为：600ul/min,然后开启喷雾溶液1的喷头对无纺布进行静电喷雾，流速为800ul/min，同时将喷雾溶液1和喷雾溶液2进行喷雾，喷雾完成后进行50℃预烘6min，120℃烘焙6min处理，然后于进行紫外光交联固化处理，得到具有抗菌性能的过滤片。
对比例1
采用中国专利CN107381579A所述的实施例1的制备方法制备的介孔二氧化硅。采用此方法制备的介孔二氧化硅，粒径为5-50nm；其中粒径分布为：4≤(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤8。
对比例2
采用实施例3所述的方法制备抗菌性能的过滤片，与实施例3不同之处在于所述的介孔二氧化硅采用对比例1所述的方法进行制备。
对比例3
按照CN107881780A的配方制备抗菌浸渍液，所述的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐与2％wt的乙酸水溶液按照质量比为1-10加入至混合皿中在20℃的条件下，搅拌120min，得溶液Ⅰ；
(2)纳米TiO2/SiO2复合氧化物加入至步骤(1)中的溶液Ⅰ中，在20℃的条件下搅拌80min，得到溶液Ⅱ；纳米TiO2/SiO2复合氧化物与溶液Ⅰ的质量比2:100；
(3)将海藻酸钙加入至步骤(2)的溶液Ⅱ中，在室温条件下搅拌60min，得到浸渍液；其中海藻酸钙与溶液Ⅱ的质量比为3:100；
将无纺布切割成40cm×30cm大小，将上述浸渍液与无纺布进行浸渍复合，对复合样品50℃预烘6min，120℃烘焙6min，将样品放在3kw的紫外高压汞灯下照射30s，样品通过UV光固化,制备出具有抗菌性能的过滤片。
实验例1性能测试
将上述实施例和对比例得到的抗菌过滤片进行如下性能测试：
(1)抗菌测试：参照GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》进行测试。
(2)耐水洗测试：参照FZ/T 73023-2006《抗菌针织品》进行测试。
(3)雾霾防护效率测试：参照GB2626—2006《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》进行测试。
具体结果见下表1：
表1
组别 抗菌率％ 抗菌率％(水洗后) 雾霾防护率％
实施例3 93.81 93.11 90
实施例4 93.76 93.24 91
实施例5 95.14 94.95 91
对比例2 93.01 92.64 86
对比例3 92.79 92.23 80
本发明选用介孔二氧化硅-壳聚糖复合材料用于过滤片的使用，抑菌率高达90％以上，同时可有效过滤空气中的超细颗粒物，可有效阻隔传染性病原菌的生长，可起到有效的防护作用，并且抗菌性好、可降解、透气性好，无毒、生物相容性好的过滤片，具有一定的推广价值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)首先将冰醋酸水溶液与壳聚糖混匀制备成壳聚糖-醋酸溶液，再将壳聚糖-醋酸溶液与3-缩水甘油醚三甲氧基硅烷混合搅拌后过夜，取介孔二氧化硅粉末加入过夜的溶液中，搅拌离心，再使用超纯水冲洗，得到壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料；
(2)将丙烯酸低聚物溶解于醋酸溶液中，配制成质量分数为8-30％的溶液，得到喷雾溶液1；将壳聚糖-介孔二氧化硅复合材料溶解于醋酸溶液中，配制浓度为100g/L的壳聚糖-介孔二氧化硅复合溶液，加入一定量的紫外光交联单体，搅拌均匀，得到喷雾溶液2；所述的紫外光交联单体为：丙烯酸双环戊二烯酯；所述丙烯酸低聚物、壳聚糖-介孔二氧化硅、紫外光交联单体的质量为：0.2：1:0.4；
首先开启喷雾溶液2喷头对无纺布进行静电喷雾1-2min，流速为：600uL/min,然后开启喷雾溶液1的喷头对无纺布进行静电喷雾，流速为800uL/min，同时将喷雾溶液1和喷雾溶液2进行喷雾，喷雾完成后进行50℃预烘6min，120℃烘焙6min处理，然后进行紫外光交联固化处理，得到具有抗菌性能的过滤片。
2.根据权利要求1所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：步骤(1)中选用质量分数为2％-4％的冰醋酸水溶液。
3.根据权利要求1所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：步骤(1)中配置质量分数0.5％-1.0％的壳聚糖-醋酸溶液。
4.根据权利要求1所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖与介孔二氧化硅的质量比为：5:0.05-0.08。
5.根据权利要求1所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：所述介孔二氧化硅粉末的制备方法包括以下步骤：
(1)将模板剂溶于超纯水中,升温40-50℃，搅拌混匀，使模板剂CTAB溶解，将碱液和模板助剂一同滴加到模板剂溶液中，在搅拌过程中，加入氧化硅前驱体正硅酸乙酯至混合溶液中,反应一段时间，得到乳白色溶液，离心，去除上清悬浮液，得到白色固体沉淀物；
(2)将得到的固体白色沉淀物加入无水乙醇，超声处理，得到白色沉淀物，离心，将白色沉淀物烘干，得到介孔二氧化硅粉末。
6.根据权利要求5所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：所述的模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述碱液为氨水或者氢氧化钠任一种，所述模板助剂为乙酸乙酯。
7.根据权利要求5或6所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的模板剂用量为100-150mg，碱液用量为2-5mL,模板助剂用量为1.3-4.0mL,正硅酸乙酯用量为0.5-1.0mL。
8.根据权利要求5所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的模板剂的溶解温度为45℃。
9.根据权利要求5所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：步骤(2)超声处理4-8min，离心转速为4000r/min，离心3-5min。
10.根据权利要求5所述的高性能介孔二氧化硅-壳聚糖复合的抗菌过滤片的制备方法，其特征在于：所述介孔二氧化硅粉末的粒径为10-30nm。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021000579B3 (de) * 2021-01-28 2022-01-27 Apodis Gmbh Filterelement zur Filterung von Viren und/oder Bakterien aus einem Fluid, Filteranlage, Atemschutzmaske, Verfahren zur Herstellung des Filterelements und Verwendung einer Materialzusammensetzung
CN113832741B (zh) * 2021-09-28 2024-05-03 宁波中拓新材料科技有限公司 一种纳米粉体改性无纺布及其制备方法
CN113956794B (zh) * 2021-10-11 2022-05-03 英德市东顺精细化工实业有限公司 一种家具清洗杀菌上光气雾剂的制备方法
CN115558377A (zh) * 2022-10-21 2023-01-03 江苏通达家居用品有限公司 一种玻璃镜水性漆保护镀层的制备方法
CN116948372B (zh) * 2023-05-29 2024-01-23 丽的包装(广东)有限公司 一种可降解中药包装材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016100376A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-23 The Regents Of The University Of California Nanotherapeutic for treating infections caused by intracellular and extracellular pathogens
CN107321053A (zh) * 2017-06-30 2017-11-07 太仓市格雷得五金有限公司 一种含改性核桃壳滤料及其制备工艺
CN110420502A (zh) * 2019-07-12 2019-11-08 兰州交通大学 壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1248743C (zh) * 2004-09-21 2006-04-05 游锡武 抗菌、除臭剂组合物及其制备方法
US8226962B2 (en) * 2005-01-31 2012-07-24 The Hong Kong Polytechnic University Textiles with chitosan core-shell particles
FR2910015B1 (fr) * 2006-12-18 2009-02-13 Jean Loic Baratoux "composition a base d'un melange polymere utilisee comme revetement de substrats solides"
US8714776B2 (en) * 2008-05-13 2014-05-06 Research Triangle Institute Porous and non-porous nanostructures and application thereof
CN102190882A (zh) * 2010-03-10 2011-09-21 华中科技大学 无机纳米粒改性聚氨酯海绵口罩材料及其制备方法和应用
CN102863201B (zh) * 2012-08-31 2014-03-05 航天材料及工艺研究所 低密度耐高温SiO2-MxOy复合气凝胶隔热材料的制备方法
WO2015102535A1 (en) * 2014-01-06 2015-07-09 National University Of Singapore Uniform core-shell tio2 coated upconversion nanoparticles and use thereof
CN104607072B (zh) * 2015-01-08 2016-12-07 天津大学 壳聚糖修饰介孔二氧化硅填充杂化膜及制备方法和应用
CN104548111A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 华东理工大学 复合载体、pH响应型复合载药体系及其制备方法
CN106031530B (zh) * 2015-03-16 2018-03-20 华北电力大学（保定） 一种防雾霾消毒口罩及制备方法
CN105214579A (zh) * 2015-11-04 2016-01-06 上海洁晟环保科技有限公司 实现微米或纳米级多孔材料功能化的处理方法
KR101815693B1 (ko) * 2017-07-05 2018-01-05 제주대학교 산학협력단 키토산 은 나노 필름을 포함하는 항미생물 필터
CN107253727B (zh) * 2017-07-10 2019-07-12 山东联科科技股份有限公司 一种介孔材料及用作药物载体的用途
CN107617265A (zh) * 2017-08-08 2018-01-23 深圳沃海森科技有限公司 高效节能环保健康式中央空调用过滤材料
CN107892855A (zh) * 2017-11-15 2018-04-10 周益铭 一种低表面能型疏水海洋防污涂料的制备方法
CN108143651B (zh) * 2017-12-20 2021-03-23 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 多功能止血抗菌消炎牙膏的制备方法及其产品和应用
CN110835845A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 三河市安霸生物技术有限公司 抗菌整理剂、抗菌织物及其制备方法
CN113366198B (zh) * 2018-10-22 2023-08-15 上海必修福企业管理有限公司 一种发动机排放处理系统和方法
CN109247627A (zh) * 2018-10-22 2019-01-22 唐卫兵 一种中药抗菌内衣面料的制备方法
CN109442620A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 南京合茂自动化科技有限公司 一种车间空气净化装置
CN110499639A (zh) * 2019-08-09 2019-11-26 吴礼高 一种脱脂棉纱布的缓释抑菌-高吸液整理方法
CN110804868B (zh) * 2019-10-11 2022-06-10 天津大学 一种赋予织物防污抗菌性能的介孔硅组合物及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016100376A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-23 The Regents Of The University Of California Nanotherapeutic for treating infections caused by intracellular and extracellular pathogens
CN107321053A (zh) * 2017-06-30 2017-11-07 太仓市格雷得五金有限公司 一种含改性核桃壳滤料及其制备工艺
CN110420502A (zh) * 2019-07-12 2019-11-08 兰州交通大学 壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法

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