CN112956603A - 一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及动物饲料添加剂领域，具体公开了一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂及其制备方法。一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂包括载体和活性金属锌，所述活性金属锌以单原子的形式分布于载体表面，且所述载体内部不含活性金属锌；其制备方法包括以下步骤：S1:纳米二氧化硅载体的制备；S2:活性金属单原子前驱体的制备；S3:单原子锌添加剂前驱体的制备；S4:将S3所制得的单原子锌添加剂前驱体粉末高温活化处理制得最终产品；本申请的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂，其具有少锌用量同时，提高锌防治猪仔腹泻效果，促进仔猪生长且减少残留锌对环境的污染的优点。
Description
技术领域
本申请涉及动物饲料添加剂领域，更具体地说，它涉及一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂及其制备方法。
背景技术
现在养猪业基于对母猪繁殖及生产效率、仔猪对外界环境的应激能力等因素综合考虑，基本上采用3-4周龄给仔猪断奶。而早期仔猪断奶后常发生腹泻。
人们发现浓度为1500-3000ppm的纳米氧化锌可减少猪仔腹泻，纳米氧化锌可增加肠胰岛素样生长因子来改善肠道屏障功能，也可降低促炎性组胺释放，抑制肠道肥大细胞活化和增殖，还可以提高仔猪自身免疫反应，防止如大肠杆菌和肠球菌这类条件性致病菌在肠道内繁殖，目前预防和控制断奶仔猪腹泻最为有效的方法是采用高剂量锌(氧化锌含量约2500ppm)。
但随着高剂量锌使用的扩大，人们发现高剂量锌对动物和环境具有负面影响，我国农业部发布实施2625号公告，限制仔猪饲料中锌元素的最高限量调整为110mg/kg，在仔猪断奶前后两周，最高锌用量为1600mg/kg；但仔猪对锌的需求只需要达到150ppm即可，超出该剂量的锌不能被仔猪利用而以粪便排出体外，含有锌的粪便进入土壤中会污染当地环境；长期使用高剂量锌，会损坏仔猪的重要器官，导致仔猪的采食量降低，且会对仔猪生产性能造成不可逆的负面影响；且高剂量锌与细菌对某些药物的耐药性有促进作用，进而增加用药成本；此外，高剂量锌大部分会被胃酸中和成Zn2+，大量的Zn2+会影响仔猪对铜、铁、硒等微量元素的吸收利用。
针对上述中的相关技术，发明人认为采用高剂量氧化锌虽然可以防治仔猪腹泻，但高剂量氧化锌一方面使用量较大，且会使引发细菌耐药性影响仔猪生长，增加了使用成本，另一方面，多余的氧化锌会被仔猪直接排放，污染环境。
发明内容
为了减少锌用量的同时，提高锌防治猪仔腹泻效果，促进仔猪生长且减少残留锌对环境的污染，本申请提供一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂，采用如下的技术方案：
一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂，包括载体和活性金属锌，所述活性金属锌以单原子的形式分布于载体表面，且所述载体内部不含活性金属锌。
通过采用上述技术方案，在动物体内部只有与动物体直接接触的锌原子可以起作用，但纳米氧化锌中大部分锌被包裹在内部，原子利用率低，本申请中活性金属锌以单原子的形式分布于载体表面，且载体内部不含活性金属锌，从而提高了锌原子的利用率；此外氧化锌在动物体内部会被胃酸中和成Zn2+，大量的Zn2+会影响铜、铁、硒等微量元素的吸收利用，但本申请中单原子锌负载于载体表面，由于载体的负载作用使得本申请中的锌不会变成Zn2+,不会残余在故本申请中的锌可以达到治疗腹泻的效果、促进仔猪生长且不会对造成环境的污染。
优选的，所述载体为纳米二氧化硅，所述活性金属锌和所述纳米二氧化硅质量比为1:(100-200)。
通过采用上述技术方案，通过限定活泼金属与载体的质量比，从而控制载体上负载的金属的量，使得每一载体上负载的活泼金属可以发挥其最优效果。
第二方面，本申请提供一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1:纳米二氧化硅载体的制备；
S2:活性金属单原子前驱体的制备；
S3:单原子锌添加剂前驱体的制备：将S1中所制得的载体以30-60g/min的速度加入S2中所制得混合液，所得混合液超声处理0.2-1h后以450-550rpm转速搅拌混合10-20h，加水充分洗涤过滤至中性，烘干研磨至500nm，制得单原子锌添加剂前驱体粉末；
S4:将S3所制得的单原子锌添加剂前驱体粉末高温活化处理制得最终产品。
通过采用上述技术方案，通过将载体与活泼金属单原子前躯体进行超声处理，一方面可以使得活泼金属于载体表面缝补更加均匀，进而提高本申请的治疗仔猪腹泻且促进仔猪生长的效果。
优选的，所述S1中纳米二氧化硅载体的制备包括以下步骤：
S11：配制硅酸钠溶液；
S12：将氯化铵水溶液于35-45℃，以400-600rpm的转速搅拌，将0.3-0.5mol/L溶液硅酸钠溶液以5-15μL/秒的速度滴入氯化铵水溶液中，直至达到pH＝8.5；
S13：继续于35-45℃，转速400-600rpm的条件下，混合搅拌S12制得的混合液0.5-1.5h后，得到沉淀物用洗涤液离心洗涤；
S14：将S13中离心洗涤的沉淀物于90-110℃烘干后，于480-520℃煅烧0.5-1.5h得到纳米二氧化硅载体。
通过采用上述技术方案，通过将硅酸钠溶液滴入氯化铵水溶液中，一方面可以控制反应的进行程度，且混合搅拌后制得的混合液经过洗涤后可以进一步提高二氧化硅的分散程度，进而减少二氧滑轨发生团聚的可能性，从而提高载体与锌原子的连接强度，进而提高本申请做制备的单原子锌添加剂的治疗腹泻的效果、促进仔猪生长且不会对造成环境污染的能力。
优选的，所述步骤S11中硅酸钠溶液由以下步骤制备而成：按体积比为1:(7-9)配制乙醇水溶液，向乙醇水溶液中加入硅酸钠溶液配制成0.3-0.5mol/L的混合溶液，向混合溶液中加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制得硅酸钠溶液。
通过采用上述技术方案，十六烷基三甲基溴化铵是一种具有优良乳化作用的阳离子表面活性剂，使得乙醇水溶液和硅酸钠溶液混合更加均匀，且纳米二氧化硅容易发生团聚，故采用CTAB可以减少纳米二氧化硅的团聚现象，进而提高了制备所得硅酸钠溶液的均匀程度，提高了溶液的稳定性，此外，CTAB本身具有生物降解性以及杀菌功能，故可进一步提高本申请的杀菌效果。
优选的，所述硅酸钠溶液中每100ml混合溶液加入加入0.3-0.7g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。
通过采用上述技术方案，通过限定CTAB的用量范围，从而减少由于其浓度过高发生沉淀的可能性，使得CTAB充分发挥其功效的同时可以提高硅酸钠溶液中溶液的稳定性。
优选的，S13中所述洗涤液由CTAB和乙醇水溶液混合而成，其中乙醇水溶液的体积比为1:(7-9)，其中每100ml的乙醇水溶液中均含有0.8-1.2mol的CTAB。
通过采用上述技术方案，CTAB易溶于乙醇溶液，且在乙醇溶液中加入CTAB一方面可以进一步减少制备所得纳米二氧化硅发现团聚的可能性，使得载体表面可以复合更多的锌原子，提高本身中载体的利用率。
优选的，所述S2中活性金属单原子前驱体的制备具体为：将碳酸钠溶液以5-15μL/秒的速度加入硝酸锌溶液中，以400-600rpm的转速混合搅拌2-4小时，于20-40分钟内升温至55-70℃，继续以相同速度搅拌混合搅拌2-4小时后，冷却至室温制得金属单原子前驱体。
通过采用上述技术方案，通过向硝酸锌溶液内加入碳酸钠，提高了硝酸锌溶液的温度性，进而提高了制备所得混合液的稳定性。
优选的，所述碳酸钠水溶液质量浓度为5％，所述硝酸锌溶液浓度为100-200g/L，所述碳酸钠水溶液与所述硝酸锌水溶液的体积比为(20-40):100。
通过采用上述技术方案，通过将碳酸钠与硝酸锌按比例混合，进一步提高了制备所得混合液的稳定性。
优选的，所述S4中高温活化处理具体为：将步骤S3中制得的单原子锌添加剂前驱体粉末，于5％氢氩混合气气氛、670-740℃下高温活化1.5-2.5h后，冷却研磨至500nm，制得所需单原子锌添加剂。
通过采用上述技术方案，于氢氩混合气气氛中进行高温活化，一方面氢氧混合气可对金属单原子前驱体进行还原，避免其在高温下发生氧化，提高本申请所在制备的原子锌添加剂活化氧的能力，从而提高本申请所制备的单原子锌添加剂的防治猪仔腹泻的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、单原子锌添加剂原料便宜，少量的单原子锌添加剂即有大量纳米氧化锌同等预防仔猪腹泻和促进仔猪生长的效果，并可解决氧化锌提升微生物耐药性问题。
2、单原子锌添加剂中的金属元素锌含量低，可被动物体完全吸收，且不会造成环境金属残留污染，解决了高锌导致的污染环境的问题。
3、本申请的制备方法，原料易得且操作简单。
附图说明
图1为实施例3中用于体现锌原子分布的效果图；
图2为实施例3的电镜扫描图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
制备例
制备例1
洗涤液的制备：洗涤液由阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和乙醇水溶液混合而成，其中乙醇水溶液的体积比为1:8，其中每100ml的乙醇水溶液中均含有1mol的CTAB。
实施例
实施例1
一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1:纳米二氧化硅载体的制备，具体包括以下步骤：
S11：配制硅酸钠溶液：将硅酸钠和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入至体积比为1:8配制乙醇水溶液中，配制成0.4mol/L硅酸钠溶液溶液，其中每100ml有0.5gCTAB；
S12：将100ml浓度为1.5mol/L的氯化铵水溶液置于恒温磁力搅拌器上，于40℃、500rpm的转速下混合搅拌，并将S11中所制的硅酸钠溶液以10μL/秒的速度滴入氯化铵水溶液中，直至混合液达到pH＝8.5；
S13：继续于40℃，转速500rpm的条件下，混合搅拌S12制得的混合液1h后，得到沉淀物用制备例1中所制备的洗涤液离心洗涤；
S14：将S13中离心洗涤的沉淀物于烘箱内100℃烘干后，于马弗炉内500℃煅烧1h，接着通过行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，从而制备得到纳米二氧化硅载体；
S2:活性金属单原子前驱体的制备：20ml的5％碳酸钠水溶液以10μL/秒的速度缓慢滴加入100ml的100g/L硝酸锌水溶液以500rpm的转速搅拌3h，混合液30min升温至60℃，继续恒速搅拌3h，冷却至室温，制得混合液；
S3:单原子锌添加剂前驱体的制备：将S1中所制得的载体以50g/min的速度加入S2中所制得混合液，其中活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:200，所得混合液超声处理0.5h后以500rpm转速搅拌混合12h，加水充分洗涤过滤至中性，烘干，产物用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得单原子锌添加剂前驱体粉末；
S4:高温活化处理：将步骤S3中制得的单原子锌添加剂前驱体粉末，于5％氢氩混合气气氛、700℃下高温活化2h，冷却后用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，从而制得单原子锌添加剂。
实施例2
一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1:纳米二氧化硅载体的制备，具体包括以下步骤：
S11：配制硅酸钠溶液：将硅酸钠和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入至体积比为1:8配制乙醇水溶液中，配制成0.4mol/L硅酸钠溶液溶液，其中每100ml有0.5gCTAB；
S12：将100ml浓度为1.5mol/L的氯化铵水溶液置于恒温磁力搅拌器上，于40℃、500rpm的转速下混合搅拌，并将S11中所制的硅酸钠溶液以10μL/秒的速度滴入氯化铵水溶液中，直至混合液达到pH＝8.5；
S13：继续于40℃，转速500rpm的条件下，混合搅拌S12制得的混合液1h后，得到沉淀物用制备例1中所制备的洗涤液离心洗涤；
S14：将S13中离心洗涤的沉淀物于烘箱内100℃烘干后，于马弗炉内500℃煅烧1h，接着通过行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，从而制备得到纳米二氧化硅载体；
S2:活性金属单原子前驱体的制备：30ml的5％碳酸钠水溶液以10μL/秒的速度缓慢滴加入100ml的150g/L硝酸锌水溶液以500rpm的转速搅拌3h，混合液30min升温至60℃，继续恒速搅拌3h，冷却至室温，制得混合液；
S3:单原子锌添加剂前驱体的制备：将S1中所制得的载体以50g/min的速度加入S2中所制得混合液，其中活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:150，所得混合液超声处理0.5h后以500rpm转速搅拌混合12h，加水充分洗涤过滤至中性，烘干，产物用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得单原子锌添加剂前驱体粉末；
S4:高温活化处理：将步骤S3中制得的单原子锌添加剂前驱体粉末，于5％氢氩混合气气氛、700℃下高温活化2h，冷却后用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得所需单原子锌添加剂。
实施例3
一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1:纳米二氧化硅载体的制备，具体包括以下步骤：
S11：配制硅酸钠溶液：将硅酸钠和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入至体积比为1:8配制乙醇水溶液中，配制成0.4mol/L硅酸钠溶液溶液，其中每100ml有0.5gCTAB；
S12：将100ml浓度为1.5mol/L的氯化铵水溶液置于恒温磁力搅拌器上，于40℃、500rpm的转速下混合搅拌，并将S11中所制的硅酸钠溶液以10μL/秒的速度滴入氯化铵水溶液中，直至混合液达到pH＝8.5；
S13：继续于40℃，转速500rpm的条件下，混合搅拌S12制得的混合液1h后，得到沉淀物用制备例1中所制备的洗涤液离心洗涤；
S14：将S13中离心洗涤的沉淀物于烘箱内100℃烘干后，于马弗炉内500℃煅烧1h，接着通过行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，从而制备得到纳米二氧化硅载体；
S2:活性金属单原子前驱体的制备：40ml的5％碳酸钠水溶液以10μL/秒的速度缓慢滴加入100ml的200g/L硝酸锌水溶液以500rpm的转速搅拌3h，混合液30min升温至60℃，继续恒速搅拌3h，冷却至室温，制得混合液；
S3:单原子锌添加剂前驱体的制备：将S1中所制得的载体以50g/min的速度加入S2中所制得混合液，其中活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:100，所得混合液超声处理0.5h后以500rpm转速搅拌混合12h，加水充分洗涤过滤至中性，烘干，产物用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得单原子锌添加剂前驱体粉末；
S4:高温活化处理：将步骤S3中制得的单原子锌添加剂前驱体粉末，于5％氢氩混合气气氛、700℃下高温活化2h，冷却后用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得所需单原子锌添加剂；
参照图1，在本申请制备的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂中，锌原子1锚固定于纳米二氧化硅载体2表面，且纳米二氧化硅载体2内部未设置有锌原子1。
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于：S3的单原子锌添加剂前驱体的制备不同，对比例1在S3中活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:300。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处在于：S3的单原子锌添加剂前驱体的制备不同，对比例2在S3中活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:80。
对比例3
对比例3与实施例1的不同之处在于：S4的高温活化处理不同，对比例3的S4具体为：将步骤S3中制得的单原子锌添加剂前驱体粉末，于5％空气气氛、700℃下高温活化2h，冷却后用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得所需单原子锌添加剂。
对比例4
对比例4与实施例1的不同之处在于，S13不同，对比例4的S13具体为：继续于40℃，转速500rpm的条件下，混合搅拌S12制得的混合液1h后，得到沉淀物用水进行离心洗涤。
对比例5
对比例5与实施例1的不同之处在于，S11的配制硅酸钠溶液不同，对比例5的S11具体包括：将硅酸钠和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入至体积比为1:8配制乙醇水溶液中，配制成0.4mol/L硅酸钠溶液溶液，其中每100ml有0.7gCTAB。
对比例6
对比例6与实施例1的不同之处在于，S11的配制硅酸钠溶液不同，对比例6的S11具体包括：将硅酸钠和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入至体积比为1:8配制乙醇水溶液中，配制成0.4mol/L硅酸钠溶液溶液，其中每100ml有0.3gCTAB。
对比例7
对比例7与实施例1的不同之处在于，S2的活性金属单原子前驱体的制备不同，对比例7的S12具体包括：20ml的5％碳酸钠水溶液直接倒入100ml的100g/L硝酸锌水溶液以500rpm的转速搅拌3h，混合液30min升温至60℃，继续恒速搅拌3h，冷却至室温，制得混合液。
对比例8
对比例8与实施例1的不同之处在于，S2的活性金属单原子前驱体的制备不同，对比例8的S12具体包括：20ml的5％碳酸钠水溶液以10μL/秒的速度缓慢滴加入100ml的100g/L硝酸锌水溶液以500rpm的转速搅拌于60℃搅拌6h，冷却至室温，制得混合液。
对比例9
对比例9与实施例1的不同之处在于，S3中单原子锌添加剂前驱体的制备不同，对比例9的S3具体包括：将S1中所制得的载体以50g/min的速度加入S2中所制得混合液，其中活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:200，所得混合液以500rpm转速搅拌混合12h，加水充分洗涤过滤至中性，烘干，产物用行星球磨机(氧化锆球磨罐)研磨至500nm，制得单原子锌添加剂前驱体粉末。
性能检测试验
1、毒理学试验
1.1、急性毒性试验(LD50)：
根据实施例1-3的使用添加量，每类设立2000mg/kg、3000mg/kg2个剂量组和1个空白对照组。取18-22g小白鼠，每组10只，雌雄各半，剂量组设立两组，分别为试验A和试验B，空白对照组不给药，试验A组和试验B组按照设定剂量连续给药7天，每天观察小白鼠精神、食欲、饮水、活动及中毒情况，并记录小白鼠的死亡数目。
1.2、蓄积毒性试验(20天蓄积试验法)：
取体重15-18g的小白鼠，每组10只，雌雄各半，实施例1-3所制备的单原子锌添加剂，每种设立2个剂量组和1个对照组，重复对比，分别为试验组A和试验组B。空白对照组不给药，试验组按照2000mg/kg、3000mg/kg2种剂量进行灌胃给药，连续给药20天，在给药期间观察小白鼠的精神、食欲、食欲、死亡情况和有无异常反应。给药停止后观察7天内小老鼠的死亡情况及体重的变化。
2、仔猪腹泻试验试验设计：以实施例1-3所制备的单原子锌添加剂和氧化锌饲喂断奶仔猪，研究单原子锌添加剂和氧化锌分别对仔猪腹泻及生产性能的影响。采用了一批20头腹泻的断奶仔猪，前2天断奶仔猪饲喂正常猪食后，随机分为4组，每组5头，后14天4组仔猪饲喂正常猪食的基础上分别添加2000ppm的单原子锌添加剂和氧化锌，仔猪饲养在相同温度、湿度、通风条件的室内。
指标测定与方法：试验期为14天，准确记录每次的投料量，每周对仔猪和剩余饲料进行称重，并相对应的测定平均日采食量、平均日增重和饲料转化率，每天记录死亡率，仔猪粪便中锌的含量(使用溶出仪采用浆法测定锌的含量)。
3、耐药性抗菌实验：
对实施例1-3、对比例1-3制得的单原子锌添加剂和饲用纳米氧化锌进行耐药性抗菌实验测试：
步骤1，准备新鲜培养18-24h的细菌(耐药性的大肠杆菌、耐药性的魏氏梭菌、耐药性金黄色葡萄球菌)，用5mL PBS溶液(0.03mol/L)洗下菌苔配置成菌悬液，用PBS稀释至所需浓度(用100μL滴于对照样片上，回收菌数1×104-9×104cfu/片)；
步骤2，分别称取一定量的单原子锌添加剂和氧化锌分散于PBS配置成样液(其中单原子锌添加剂和氧化锌浓度为2000ppm)，放入一个250ml的锥形瓶中；
步骤3，将锥形瓶固定于振荡摇床上，以300r/min振摇1h；
步骤4，分别于0时间和振荡1h后，取0.5mL样液，或用PBS做适当稀释后的样液，以琼脂倾注法接种平皿，在36-37度恒温箱培养18-24小时后进行菌落计数。
试验重复3次，按公式计算抗菌率：
X＝(A-B)/A×100％
式中：
X——抗菌率，％；
A——被试样品振荡前平均菌落数；
B——被试样品振荡后平均菌落数。
检测方法/试验方法
表2急性毒性试验
在急性毒性试验，实施例1-3的试验A组、试验B组和空白对照组试验小白鼠在急性毒性后7天，两个试验组小白鼠与对照组相比无异常表现，急性毒性的小白鼠在食欲状况、精神状态、饮水采食等情况均表现正常。在分别灌服A组和B组的单原子饲料添加剂3000mg/kg后，两组急性毒性的小白鼠均没有出现中毒死亡。按毒理学评价标准，无需测定半数致死量，即LD>3000mg/kg，急性毒性试验结果表明，本专利所发明的单原子锌添加剂是无毒类物质。
表3蓄积毒性试验g
注：同列肩标相同字母表示差异不显著(P＞0.05)
在蓄积毒性试验，实施例1-3的试验A组和试验B组在给药20天后，两组小白鼠的食欲、精神、饮水等均表现正常，也未出现死亡情况，停止给药7天后，小白鼠表现正常。由表3可知，给药20天后，采用实施例1-3制备的单原子锌添加剂的两个试验组与空白对照组相比，在试验初始重、结束重和平均增重方面无明显差异。
表4实施例1-3制得的单原子锌添加剂和饲用纳米氧化锌对仔猪腹泻和生产性能的影响
结合实施例1-3并结合表4可以看出，采用本发明的单原子锌添加剂饲喂仔猪后，仔猪腹泻情况明显得到改善，而且采用含锌量为160ppm的单原子锌添加剂其平均日采食量、平均日增重和饲料转化率跟氧化锌一致甚至更优，且采用单原子锌添加剂是仔猪的粪便中不含有锌，使得锌可重复被仔猪吸收不会造成环境的污染，故表明采用本申请能够在防仔猪腹泻、促生长性能上替代氧化锌且可起到更加优异的效果。
表5实施例1-3、对比例1-9制得的单原子锌添加剂和饲用纳米氧化锌耐药性抗菌实验测试
结合实施例1-3、对比例1并结合表5可以看出，单原子锌添加剂2000ppm的条件下，对耐药性大肠杆菌、耐药性魏氏梭菌、耐药性金黄色葡萄球菌的灭杀率均优于2000ppm的氧化锌，表明单原子锌添加剂比饲用氧化锌具有更加优异的灭杀仔猪腹泻的细菌的能力，且不会产生耐药性；当活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:(100-200)时均匀具有优良的灭杀仔猪腹泻的细菌的能力，且不会产生耐药性，此外实施例3所制备的单原子锌添加剂更是达到99.9％，说明当活性金属锌和纳米二氧化硅载体质量比为1:100具有最好的灭杀仔猪腹泻细菌的效果。
结合实施例3、对比例2、对比例5并结合表5可以看出，三者所制备的单原子锌添加剂均达到99.9％，且实施例3中所用原料较对比例2和对比例5少，故实施例3具有更加优良的经济效益。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂，其特征在于，包括载体和活性金属锌，所述活性金属锌以单原子的形式分布于载体表面，且所述载体内部不含活性金属锌。
2.根据权利要求1所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂，其特征在于：所述载体为纳米二氧化硅，所述活性金属锌和所述纳米二氧化硅质量比为1:（100-200）。
3.权利要求1-2任一所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:纳米二氧化硅载体的制备；
S2:活性金属单原子前驱体的制备；
S3:单原子锌添加剂前驱体的制备：将S1中所制得的载体以30-60g/min的速度加入S2中所制得混合液，所得混合液超声处理0.2-1h后以450-550rpm转速搅拌混合10-20h，加水充分洗涤过滤至中性，烘干研磨至500nm，制得单原子锌添加剂前驱体粉末；
S4:将S3所制得的单原子锌添加剂前驱体粉末高温活化处理制得最终产品。
4.根据权利要求3所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：所述S1中纳米二氧化硅载体的制备包括以下步骤：
S11：配制硅酸钠溶液；
S12：将氯化铵水溶液于35-45℃，以400-600rpm的转速搅拌，将0.3-0.5mol/L溶液硅酸钠溶液以5-15μL/秒的速度滴入氯化铵水溶液中，直至达到pH =8.5；
S13：继续于35-45℃，转速400-600rpm的条件下，混合搅拌S12制得的混合液0.5-1.5 h后，得到沉淀物用洗涤液离心洗涤；
S14：将S13中离心洗涤的沉淀物于90-110℃烘干后，于480-520℃煅烧0.5-1.5h得到纳米二氧化硅载体。
5.根据权利要求4所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：步骤S11中硅酸钠溶液由以下步骤制备而成：按体积比为1:（7-9）配制乙醇水溶液，向乙醇水溶液中加入硅酸钠溶液配制成0.3-0.5mol/L的混合溶液，向混合溶液中加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制得硅酸钠溶液。
6.根据权利要求5所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：所述硅酸钠溶液中每100ml混合溶液加入加入0.3-0.7g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。
7.根据权利要求4所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：S13中所述洗涤液由CTAB和乙醇水溶液混合而成，其中乙醇水溶液的体积比为1:（7-9），其中每100ml的乙醇水溶液中均含有0.8-1.2mol的CTAB。
8.根据权利要求3所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：所述S2中活性金属单原子前驱体的制备具体为：将碳酸钠溶液以5-15μL/秒的速度加入硝酸锌溶液中，以400-600rpm的转速混合搅拌2-4小时，于20-40分钟内升温至55-70℃，继续以相同速度搅拌混合搅拌2-4小时后，冷却至室温制得金属单原子前驱体。
9.根据权利要求8所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：所述碳酸钠水溶液质量浓度为5%，所述硝酸锌溶液浓度为100-200g/L，所述碳酸钠水溶液与所述硝酸锌水溶液的体积比为（20-40）:100。
10.根据权利要求3所述的一种可替代饲用纳米氧化锌的单原子锌添加剂的制备方法，其特征在于：所述S4中高温活化处理具体为：将步骤S3中制得的单原子锌添加剂前驱体粉末，于5%氢氩混合气气氛、670-740℃下高温活化1.5-2.5h后，冷却研磨至500nm，制得所需单原子锌添加剂。
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