CN113796375B - 一种异质结构抑菌剂 - Google Patents
一种异质结构抑菌剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113796375B CN113796375B CN202111154088.9A CN202111154088A CN113796375B CN 113796375 B CN113796375 B CN 113796375B CN 202111154088 A CN202111154088 A CN 202111154088A CN 113796375 B CN113796375 B CN 113796375B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heterostructure
- bacteriostatic agent
- polysiloxane
- zno
- bacteriostatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000022 bacteriostatic agent Substances 0.000 title claims abstract description 64
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 93
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 71
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910018292 Cu2In Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 85
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 34
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 24
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 13
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 10
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 8
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 8
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 7
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical group OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FBELJLCOAHMRJK-UHFFFAOYSA-L disodium;2,2-bis(2-ethylhexyl)-3-sulfobutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].CCCCC(CC)CC(C([O-])=O)(C(C([O-])=O)S(O)(=O)=O)CC(CC)CCCC FBELJLCOAHMRJK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- GRVDJDISBSALJP-UHFFFAOYSA-N methyloxidanyl Chemical group [O]C GRVDJDISBSALJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 12
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 47
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 11
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- FWBOFUGDKHMVPI-UHFFFAOYSA-K dicopper;2-oxidopropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[O-]C(=O)CC([O-])(C([O-])=O)CC([O-])=O FWBOFUGDKHMVPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 7
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 6
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 6
- WGIWBXUNRXCYRA-UHFFFAOYSA-H trizinc;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O WGIWBXUNRXCYRA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 6
- 239000011746 zinc citrate Substances 0.000 description 6
- 229940068475 zinc citrate Drugs 0.000 description 6
- 235000006076 zinc citrate Nutrition 0.000 description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 5
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N Dimethyl sulfide Chemical group CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 3
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 3
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 3
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 3
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 3
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical group CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 2
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 2
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 241000223229 Trichophyton rubrum Species 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N copper;dinitrate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 description 2
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical compound [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OXAGUGIXGVHDGD-UHFFFAOYSA-H trizinc;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate;dihydrate Chemical compound O.O.[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O OXAGUGIXGVHDGD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical group S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- XQGWAPPLBJZCEV-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propyl)silane;urea Chemical compound NC(N)=O.CCC[Si](OCC)(OCC)OCC XQGWAPPLBJZCEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- DJWUNCQRNNEAKC-UHFFFAOYSA-L zinc acetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O DJWUNCQRNNEAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/26—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests in coated particulate form
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N37/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids
- A01N37/36—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a singly bound oxygen or sulfur atom attached to the same carbon skeleton, this oxygen or sulfur atom not being a member of a carboxylic group or of a thio analogue, or of a derivative thereof, e.g. hydroxy-carboxylic acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
- A01N59/20—Copper
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/26—Phosphorus; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/04—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing carboxylic acids or their salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
- B01J31/069—Hybrid organic-inorganic polymers, e.g. silica derivatized with organic groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
- B01J35/398—Egg yolk like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/51—Spheres
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明提供一种异质结构抑菌剂，按质量百分比计算，包括以下原料：聚硅氧烷微球10～30％和水性溶剂30～80％，聚硅氧烷微球包括Cu2O‑AO异质结构和聚硅氧烷外壳，Cu2O‑AO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中，在Cu2O‑AO异质结构中，AO表示带隙宽度不低于3eV的n型半导体。本发明利用具有宽带隙的n型半导体与具有窄带隙的Cu2O形成p‑n结异质结构，不仅拓宽了宽带隙半导体的波长范围，还提高了材料的光催化性能。利用聚硅氧烷外壳包裹含有Cu2O的异质结构，有效地延缓了Cu2O的氧化。基于上述理由，本发明所提供的异质结构抑菌剂能够在可见光的激发下，能够对多种有害菌发挥有效的抑制、杀灭作用。
Description
技术领域
本发明属于抗菌技术领域，具体地，涉及一种异质结构抑菌剂。
背景技术
光催化降解使将光能转化为化学能的一种技术，光催化剂吸收特定波长的电磁辐射后，受到激发产生电子(e－)和空穴(h+)，电子、空穴和空气、水等介质相互作用，生产具有强氧化性的·OH和·O2－等含氧活性基团，并使之和空气中的有机物及各种细菌发生降解反应，从而达到净化空气、抗菌防霉、防污除臭等功能。
Cu2O的带隙宽度为2.0～2.2eV，能够被400～760nm波长范围的光所激发，将Cu2O应用于光催化降解上，能够提高光催化降解过程中对可见光的利用率，并且其光电转化率理论值比较高，基于此，Cu2O作为一种非常有潜力的光催化半导体，倍受环境治理领域的高度重视。然而，Cu2O的光生电子和空穴分离效率并不高，这对Cu2O的光催化活性形成了很大的限制。另一方面，Cu2O几乎不溶于水，在潮湿的空气中容易被氧化而转化为Cu2+，这也不利于Cu2O在水性雾剂中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种异质结构抑菌剂，以将Cu2O应用于具有高抑菌活性的水性抑菌剂。
根据本发明的一个方面，提供一种异质结构抑菌剂，按质量百分比计算，包括以下原料：聚硅氧烷微球10～30％和水性溶剂30～80％，聚硅氧烷微球包括Cu2O-AO异质结构和聚硅氧烷外壳，Cu2O-AO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中，在Cu2O-AO异质结构中，AO表示带隙宽度不低于3eV的n型半导体。本发明利用具有宽带隙的n型半导体与具有窄带隙的Cu2O形成p-n结异质结构：相对于Cu2O窄带隙半导体而言，由此构成的异质结构可以通过内置电场抑制光生电子-空穴对的复合，从而延长了光生载流子的寿命，提高了半导体光催化剂的光催化活性；相对于以AO作为代表的宽带隙半导体而言，可以缩小带隙宽度，拓宽半导体光催化剂的有效激发波长范围。另一方面，本发明通过利用聚硅氧烷外壳包裹含有Cu2O的异质结构，避免Cu2O暴露于溶剂、空气中的水分中，有效地延缓了Cu2O的氧化，从而延长了抑菌剂的使用寿命。另一方面，利用聚硅氧烷外壳包裹，能够避免不溶于水的Cu2O的团聚和沉降，从而提高了抑菌剂的均匀性和储存稳定性，而呈透明状的聚硅氧烷外壳并不会影响Cu2O-AO异质结构对激发光的吸收，能够使的Cu2O-AO异质结构在相对稳定的环境下持续地正常发挥其光催化效果。基于上述理由，本发明所提供的异质结构抑菌剂能够在可见光的激发下，能够对多种有害菌发挥有效的抑制、杀灭作用。
优选地，AO为TiO2或ZnO。TiO2和ZnO都属于宽禁带宽度的半导体材料，两者的禁带宽度都约为3.2eV，采用具有宽禁带的TiO2或ZnO与Cu2O构成的异质结构具有良好的光催化活性。
优选地，AO为ZnO，Cu2O-AO异质结构为Cu2O-ZnO异质结构。ZnO是一种性质优良的半导体金属氧化物，与TiO2相比，ZnO具有更高的光吸收效率，因此能够呈现更高的光催化活性和抗菌性能，此外，ZnO的生产成本比TiO2更低，具有更广阔的推广应用前景。
优选地，Cu2O-ZnO异质结构采用水热法制备，水热反应的条件为在70～100℃下反应2.5～4h；用于进行水热反应的反应液按照如下步骤配制：S1.按照Zn2+:Cu2+＝2:0.3～0.6的摩尔比例称取水溶性锌盐和水溶性铜盐，并将水溶性锌盐和水溶性铜盐同于水中，形成水溶液；S2.将S1制得的水溶液滴加到二-(2-乙基己基)磺化琥珀酸钠的醇溶液中，混合均匀，然后向其中加入还原剂和碱，至形成悬浊液，以悬浊液为反应液。上述方法操作简单，反应温和，所制得的Cu2O-ZnO异质结构的粒径较小，具有较大的比表面积，从而为光催化反应提供了更多的活性反应位点。
优选地，水溶性锌盐和水溶性铜盐中的至少一种为柠檬酸盐。采用柠檬酸盐作为锌源或铜源参与制备Cu2O-ZnO异质结构的水热反应，反应物中的柠檬酸根在水热反应过程中转化为碳量子点，碳量子点掺杂在含有Cu2O-ZnO异质结构的产物中，能够进一步地抑制光生电子-空穴对的复合，提高Cu2O-ZnO异质结构的光催化活性。
优选地，还原剂为硼氢化钠。硼氢化钠具有良好的还原性，能够将参与水热反应的铜盐还原成Cu2O，另一方面，水热反应结束后，来源于硼氢化钠中的硼元素掺杂在含有Cu2O-ZnO异质结构的产物中，能够进一步地抑制光生电子-空穴对的复合，提高Cu2O-ZnO异质结构的光催化活性。
优选地，聚硅氧烷微球按照如下方法制备：按含有Cu2O-AO异质结构的溶液：硅烷单体＝2～3:1～2的重量比，将含有Cu2O-AO异质结构的溶液和硅烷单体混合，静置至得到白色沉淀物，白色沉淀物为聚硅氧烷微球；硅烷单体为硅烷单体选自含甲氧基或乙氧基的硅烷类单体。按照上述方法制得的聚硅氧烷微球呈微球状。
优选地，其原料还包括硅烷偶联剂，按质量比计算，硅烷偶联剂：聚硅氧烷微球＝0.5～3:10。配方中的硅烷偶联剂与聚硅氧烷微球的聚硅氧烷外壳相配合，从而使得聚硅氧烷微球能够均匀地分散在水性溶剂中，从而使得本发明所提供的抑菌剂具有良好的均匀性和储存稳定性。
优选地，按质量百分比计算，其原料还包括金属离子1～5％，金属离子包括银离子、铜离子中的至少一种。铜离子和银离子的掺杂有效地提高了光触媒组合物的杀菌效果。银离子可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡，当细菌被银离子杀后，银离子又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程，使光触媒组合物具有持久的杀菌活性。铜离子和细菌外膜之间的直接相互作用使细菌外膜破裂，之后铜离子作用于细菌外膜上的破洞，使细胞失去必要的营养物质和水分，最终萎缩；由于细胞的主要防护(外层膜)已被攻破，铜离子流可以势无阻挡地进入细胞内部，过量的铜离子使细胞内部一些重要的流程被破坏，阻碍细胞新陈代谢(比如生命必须的生化反应)，从而达到杀菌的作用效果。
优选地，按质量百分比计算，其原料还包括羟基磷灰石1～10％。羟基磷灰石羟基中的能够与甲醛发生相互作用，从而提高使杀菌剂对甲醛产生显著的降解效果，另一方面，羟基磷灰石中的羟基也能够与水性溶剂形成氢键，均匀地分散在水性溶剂中。
优选地，羟基磷灰石经过柠檬酸钠改性处理。柠檬酸钠改性的羟基磷灰石能够对甲醛催化氧化表现出优异的催化活性。
具体实施例方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中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的实施例，而不是全部的实施例。
在以下实施例中所采用的下列物料均为市售产品：
柠檬酸铜(CAS号:10402-15-0)、二水合柠檬酸锌(CAS号:5990-32-9)、硼氢化钠(CAS号:16940-66-2)、氢氧化钠(CAS号:1310-73-2)、醋酸铜(CAS号:142-71-2)、醋酸锌(CAS号:557-34-6)、钛酸四丁酯(CAS号:5593-70-4)、羟基磷灰石(CAS号:1306-06-5)，(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(CAS号:4420-74-0)，三水合硝酸铜(CAS号:10031-43-3)，硝酸银(CAS号:7761-88-8)
实施例1
1.Cu2O-ZnO异质结构的制备
按照下列步骤配制用于进行水热反应的反应液：
S1.向80mL去离子水中加入0.0072g柠檬酸铜和0.0610g柠檬酸锌(摩尔比，Cu2+:Zn2+＝2:10)，超声分散至金属盐完全溶解，形成金属盐水溶液；
S2.将0.1335g二-(2-乙基己基)磺化琥珀酸钠溶解于10mL正丁醇中，形成AOT溶液，向AOT溶液中滴加S1制得的金属盐水溶液，充分搅拌1小时；
S3.向S2制得的混合液中添加0.015g硼氢化钠，然后向混合液中滴加1M氢氧化钠水溶液2mL，搅拌2小时，得到悬浊液。
将按照上述步骤配置的悬浊液转移到100mL聚四氟乙烯反应釜中，在90℃下反应2小时，制得含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
取2g上述水热反应完成后得到含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液，加入到含有1.2g脲丙基三乙氧基硅烷的40mL水溶液中，磁力搅拌30分钟后静置4小时，将产生白色沉淀物经过抽滤、洗涤、烘干，最后得到聚硅氧烷微球，该聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O-ZnO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例2
1.Cu2O-ZnO异质结构的制备
以醋酸铜替代实施例1中所采用的柠檬酸铜，以醋酸锌替代实施例1中所采用的柠檬酸锌，作为用于制备Cu2O-ZnO异质结构的原料，在本实施例中，醋酸铜的投料量为0.0036g，醋酸锌的投料量为0.0183g(摩尔比，Cu2+:Zn2+＝2:10)。其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的Cu2O-ZnO异质结构的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O-ZnO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例3
1.Cu2O-TiO2异质结构的制备
以醋酸铜替代实施例1中所采用的柠檬酸铜，以钛酸四丁酯替代实施例1中所采用的柠檬酸锌，作为用于制备Cu2O-TiO2异质结构的原料，在本实施例中，醋酸铜的投料量为0.0036g，钛酸四丁酯的投料量为0.0340g(摩尔比，Cu2+:Ti4+＝2:10)。其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有Cu2O-TiO2异质结构的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的Cu2O-TiO2异质结构的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O-TiO2异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例4
1.Cu2O-ZnO异质结构的制备
采用抗坏血酸替代实施例1中所采用的硼氢化钠，以作为水热反应中的还原剂，在本实施例中，抗坏血酸的投料量为0.0705g。其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的Cu2O-ZnO异质结构的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O-ZnO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例5
1.Cu2O的制备
仅以柠檬酸铜作为用于配制水热反应的反应液中的金属盐，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有Cu2O的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的Cu2O的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例6
1.ZnO的制备
仅以柠檬酸铜作为用于配制水热反应的反应液中的金属盐，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有ZnO的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的ZnO的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，ZnO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例7
1.Cu2O-ZnO异质结构的制备
调整用于配制水热反应的反应液中的柠檬酸铜和柠檬酸锌的投料量，在本实施例中，柠檬酸铜的投料量为0.0048g，柠檬酸锌的投料量为0.0610g(摩尔比，Cu2+:Zn2+＝1.5:10)。其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的Cu2O-ZnO异质结构的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O-ZnO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
实施例8
1.Cu2O-ZnO异质结构的制备
调整用于配制水热反应的反应液中的柠檬酸铜和柠檬酸锌的投料量，在本实施例中，柠檬酸铜的投料量为0.0096g，柠檬酸锌的投料量为0.0610g(摩尔比，Cu2+:Zn2+＝3:10)。其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。水热反应结束后制得含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
2.聚硅氧烷微球的制备
采用本实施例上述水热反应完成后所制得的Cu2O-ZnO异质结构的混合液作为原料，其他原料以及操作步骤均匀实施例1保持一致，在此不再赘述。由此得到的聚硅氧烷微球具有聚硅氧烷外壳，Cu2O-ZnO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中。
测试例1
1.配制参试抑菌剂
分别采用实施例1～8所制得的聚硅氧烷微球按照表1中的配方备料配制本测试例的参试抑菌剂，在本测试例中以水溶性丙烯酸树脂作为配方中的成膜树脂。
表1参试抑菌剂组分组成
| 原料 | 聚硅氧烷微球 | 成膜树脂 | 无水乙醇 | 去离子水 |
| 质量百分比(％) | 30 | 5 | 32.5 | 32.5 |
完成备料后，按照如下步骤配制参试抑菌剂：
S1.将去离子水和无水乙醇混合，搅拌均匀，配得水性溶剂；
S2.向水性溶剂中加入成膜树脂，真空均质搅拌60分钟；
S3.向S2制得的浆料中加入聚硅氧烷微球，真空均质搅拌60分钟，制得参试抑菌剂。
2.抗菌性能测试
可见光照射组：参照GBT 30706-2014标准对本测试例的参试抑菌剂进行杀菌率测试。以大肠杆菌、金色葡萄球菌、青霉菌、红色毛癣菌作为测试菌。
紫外光光照组：参照GBT 30706-2014标准，将标准中采用的可见光照射条件替换为采用365nm的紫外光光源进行照射，其余的设置条件与GBT30706-2014标准的对应设置保持一致，以进行杀菌率测试。以大肠杆菌、金色葡萄球菌、青霉菌、红色毛癣菌作为测试菌。
3.测试结果
在紫外光光照的条件下，除了实施例5所对应的参试抑菌剂以外，其余的参试抑菌剂均能达到95％以上的抑菌率，一方面是含有ZnO或TiO2的抑菌剂在紫外光的激发下均具有优良的响应活性，另一方面，紫外光本身也具有一定的杀菌效果，而在同等的激发条件下，实施例5所对应的参试抑菌剂的抑菌率偏低，也恰恰说明了Cu2O本身的抑菌能力不高，虽然能够被有效激发，但是被激发后所产生的有效杀菌因子并不多。在可见光作为激发光源的条件下：实施例1所对应的抑菌率最高；通过比对实施例1、2、3，用于制备Cu2O-ZnO异质结构的金属盐种类以及还原剂种类也会对抑菌剂的抑菌能力产生影响，采用含有柠檬酸根的金属盐以及以硼氢化钠作为还原剂都有利于提高抑菌剂的抑菌率；通过对比实施例1、5、6，在可见光激发的条件下，单独采用ZnO或Cu2O作为抑菌剂中的光催化剂，其对应的抑菌率都偏低，对于Cu2O而言，其光生电子和空穴容易复合，即使能够被有效激发，其抑菌能力并不高，而对于ZnO而言，虽然其带隙宽度较大，具有优异的光催化潜能，然而，其在可见光的照射下，并不能被有效激发。
表2抑菌率统计
实施例9
1.改性羟基磷灰石的制备
(1)十六烷基三甲基溴化铵改性磷灰石
在1重量份的磷灰石中加入0.01重量份的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，超声10min，得十六烷基三甲基溴化铵改性磷灰石。
(2)十二烷基硫酸钠改性磷灰石
在5重量份的磷灰石中加入0.01重量份的表面活性剂十二烷基硫酸钠，超声10min，得十二烷基硫酸钠改性磷灰石。
(3)柠檬酸钠改性磷灰石
在10重量份的磷灰石中加入0.01重量份的表面活性剂柠檬酸钠，超声10min，得柠檬酸钠改性磷灰石。
2.配制参试抑菌膜剂
试验组分别采用本实施例所制得的改性羟基磷灰石以及实施例1所制得的含有的Cu2O-ZnO异质结构的聚硅氧烷微球，按照表3中的配方备料配制本测试例的参试抑菌剂，各试验组编号与其所对应的改性羟基磷灰石的对应关系为：试验A组，十六烷基三甲基溴化铵改性磷灰石；试验B组，十二烷基硫酸钠改性磷灰石；试验C组，柠檬酸钠改性磷灰石。在本实施例中以水溶性丙烯酸树脂作为配方中的成膜树脂。
表3参试抑菌剂组分组成
完成备料后，按照如下步骤配制参试抑菌剂：
S1.将去离子水和无水乙醇混合，搅拌均匀，配得水性溶剂；
S2.向水性溶剂中加入成膜树脂，真空均质搅拌60分钟；
S3.向S2制得的浆料中加入聚硅氧烷微球，真空均质搅拌60分钟；
S4.向S3制得的浆料中加入分别加入改性羟基磷灰石，真空均质搅拌60分钟，制得参试抑菌剂。
本实施例还设置对照A组和对照B组。对照A组采用市售的羟基磷灰石替换表3中的改性羟基磷灰石用于配制参试抑菌剂，并参照试验组配制参试抑菌剂的步骤，以市售的羟基磷灰石替换上述步骤中所涉及的改性羟基磷灰石，配制得到对照A组的参试抑菌剂。删除表3所示配方中的改性羟基磷灰石，以作为对照B组用于配制参试抑菌剂的配方，并参照试验组配制参试抑菌剂的步骤，删除上述步骤中涉及改性羟基磷灰石的操作步骤，配制得到对照B组的参试抑菌剂。
测试例2
本测试例采用实施例9的对照A组、对照B组、试验A组、试验B组和试验C组所制得的参试抑菌剂开展抗菌性能测试。本测试例参照GBT 30706-2014标准对本测试例的参试抑菌剂进行杀菌率测试，以大肠杆菌、金色葡萄球菌、青霉菌、红色毛癣菌作为测试菌。
表4展示了各参试抑菌剂的抗菌性能测试的测试结果统计。以对照B组作为参照，羟基磷灰石或改性羟基磷灰石的引入，都有利于提高抑菌剂的抑菌率。而在实施例9中，采用十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸钠对羟基磷灰石进行改性，对羟基磷灰石的抑菌效果的改善并不明显，然而，采用柠檬酸钠对羟基磷灰石进行改性，能够明显地改善羟基磷灰石的抑菌效果，对应的抑菌剂的抑菌率更高。
表4抑菌率统计
实施例10
本实施例分别设置3组处理组以制备三种不同的抑菌剂。
处理Ⅰ：
(1)按照实施例1所提供的用于制备Cu2O-ZnO异质结构的方法制备Cu2O-ZnO异质结构，水热反应结束后，直接收集反应釜中含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
(2)采用上述含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液，按照实施例1所提供用于制备聚硅氧烷微球的方法制备聚硅氧烷微球。
(3)配制抑菌剂
采用实施例9制备的柠檬酸钠改性磷灰石，按照表5所示配方备料。并按照如下步骤配制抑菌剂：
S1.将去离子水和无水乙醇混合，搅拌均匀，配得水性溶剂；
S2.向水性溶剂中加入水溶性丙烯酸树脂，真空均质搅拌60分钟；
S3.向S2制得的浆料中加入聚硅氧烷微球，真空均质搅拌60分钟；
S4.向S3制得的浆料中加入分别加入柠檬酸钠改性羟基磷灰石，真空均质搅拌60分钟，制得抑菌剂Ⅰ。
表5处理Ⅰ所采用的抑菌剂配方
处理Ⅱ：
(1)按照实施例1所提供的用于制备Cu2O-ZnO异质结构的方法制备Cu2O-ZnO异质结构，水热反应结束后，直接收集反应釜中含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
(2)采用上述含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液，按照实施例1所提供用于制备聚硅氧烷微球的方法制备聚硅氧烷微球。
(3)配制抑菌剂
采用实施例9制备的柠檬酸钠改性磷灰石，按照表6所示配方备料，其中，以(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷作为表6中的硅烷偶联剂，配方中的硝酸银用于提供占配方质量百分比为2％的银离子，配方中的硝酸铜用于提供占配方质量百分比为1％的铜离子。按照如下步骤配制抑菌剂：
S1.将去离子水和聚硅氧烷微球混合搅拌30分钟；
S2.向S1制得的浆料中加入无水乙醇，混合搅拌30分钟；
S3.向S2制得的浆料中加入硝酸银和硝酸铜，真空均质搅拌30分钟；
S4.向S3制得的浆料中加入水溶性丙烯酸树脂，真空均质搅拌30分钟；
S5.向S4制得的浆料中加入硅烷偶联剂，真空均质搅拌60分钟；
S6.向S5制得的浆料中加入各试验组柠檬酸钠改性羟基磷灰石，真空均质搅拌60分钟，制得抑菌剂Ⅱ。
表6处理Ⅱ所采用的抑菌剂配方
处理Ⅲ：
(1)按照实施例1所提供的用于制备Cu2O-ZnO异质结构的方法制备Cu2O-ZnO异质结构，水热反应结束后，直接收集反应釜中含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液。
(2)配制抑菌剂
直接采用上述含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液以及实施例9制备的柠檬酸钠改性磷灰石，按照表7所示配方备料，其中，以(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷作为表7中的硅烷偶联剂，配方中的硝酸银用于提供占配方质量百分比为2％的银离子，配方中的硝酸铜用于提供占配方质量百分比为1％的铜离子；经换算，在本配方中含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液用量与处理Ⅰ和处理Ⅱ中配制抑菌剂所采用的含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液用量相同。按照如下步骤配制抑菌剂：
S1.将去离子水和含有Cu2O-ZnO异质结构的混合液混合搅拌30分钟；
S2.向S1制得的浆料中加入无水乙醇，混合搅拌30分钟；
S3.向S2制得的浆料中加入硝酸银和硝酸铜，真空均质搅拌30分钟；
S4.向S3制得的浆料中加入水溶性丙烯酸树脂，真空均质搅拌30分钟；
S5.向S4制得的浆料中加入硅烷偶联剂，真空均质搅拌60分钟；
S6.向S5制得的浆料中加入各试验组柠檬酸钠改性羟基磷灰石，真空均质搅拌60分钟，制得抑菌剂Ⅲ。
表7处理Ⅱ所采用的抑菌剂配方
测试例3
本实施例采用实施例10所制得的抑菌剂Ⅰ、抑菌剂Ⅱ和抑菌剂Ⅲ进行性能测试。
(1)净化有机污染物的性能测试：
样品组：分别将抑菌剂Ⅰ、抑菌剂Ⅱ和抑菌剂Ⅲ在1m3金属箱内的0.2m×0.2m漆板上进行喷涂，金属箱内含有循环风扇1台，每张漆板的喷涂量均为5mL，分别注入甲醛溶液，使金属箱体内甲醛浓度为3mg/mL，记录金属箱体内甲醛初始浓度。
空白组：在金属箱内放置0.2m×0.2m的漆板，注入甲醛溶液，使金属箱体内甲醛浓度为3mg/mL，记录金属箱体内甲醛初始浓度。
光照条件：可见光照射组，进行太阳光照射，在光照2小时分别记录各金属箱内的甲醛浓度。
将甲醛更换为硫化氢、二甲胺、二甲硫醚采用相同方法重复测试。
甲醛等有机污染物降解率的计算：污染物去除率＝(空白对照组污染物浓度值-样品组污染物浓度值)÷空白对照组污染物浓度值×100％。
(2)参照GBT 30706-2014标准对本测试例的参试抑菌剂进行杀菌率测试，以大肠杆菌、金色葡萄球菌、青霉菌、红色毛癣菌作为测试菌。
(3)物性测试：将抑菌剂Ⅰ、抑菌剂Ⅱ和抑菌剂Ⅲ喷涂于漆板后进行物性测试，参照GB/T9286-88对光触媒复合材料的附着力进行测试。
(4)测试结果
本测试例的3种参试抑菌剂的性能测试如表8和表9所示。铜离子和银离子的引入，有利于提高抑菌剂的抑菌效果，使得抑菌剂Ⅰ呈现出优异的有机污染物降解性能以及抑菌性能。此外，通过比对抑菌剂Ⅰ和抑菌剂Ⅲ，抑菌剂Ⅲ的颜色明显偏蓝，这是因为其中的Cu2O转化为Cu2+，从而使得抑菌剂Ⅲ的有机污染物降解效果明显折减，而抑菌效果也有一定的折减(但是因为Cu2+也有一定的抑菌能力，所以抑菌率的下降幅度小于有机污染物降解率的下降幅度)。另一方面，在含有聚硅氧烷微球的抑菌剂中(对比抑菌剂Ⅰ和抑菌剂Ⅱ)，硅烷偶联剂的引入，能够有效地提高抑菌剂的均匀性以及成膜性能，与之相比，在不含有聚硅氧烷微球的抑菌剂(抑菌剂Ⅲ)中，硅烷偶联剂的引入对抑菌剂的性能改善并不会产生明显的影响。
表8抑菌剂光催化性能测试
表9涂膜物性测试结果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种异质结构抑菌剂，其特征在于，按质量百分比计算，包括以下原料：聚硅氧烷微球10～30％和水性溶剂30～80％，所述聚硅氧烷微球包括Cu2O-AO异质结构和聚硅氧烷外壳，所述Cu2O-AO异质结构被包裹于所述聚硅氧烷外壳之中，在所述Cu2O-AO异质结构中，AO为TiO2或ZnO。
2.如权利要求1所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述AO为ZnO，所述Cu2O-AO异质结构为Cu2O-ZnO异质结构。
3.如权利要求2所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述Cu2O-ZnO异质结构采用水热法制备，水热反应的条件为在70～100℃下反应2.5～4h；用于进行所述水热反应的反应液按照如下步骤配制：
S1.按照Zn2+:Cu2+＝2:0.3～0.6的摩尔比例称取水溶性锌盐和水溶性铜盐，并将所述水溶性锌盐和所述水溶性铜盐同于水中，形成水溶液；
S2.将所述S1制得的所述水溶液滴加到二-(2-乙基己基)磺化琥珀酸钠的醇溶液中，混合均匀，然后向其中加入还原剂和碱，至形成悬浊液，以所述悬浊液为所述反应液。
4.如权利要求3所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述水溶性锌盐和所述水溶性铜盐中的至少一种为柠檬酸盐。
5.如权利要求3所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述还原剂为硼氢化钠。
6.如权利要求1所述异质结构抑菌剂，其特征在于，所述聚硅氧烷微球按照如下方法制备：
按含有所述Cu2O-AO异质结构的溶液：硅烷单体＝2～3:1～2的重量比，将含有所述Cu2O-AO异质结构的溶液和所述硅烷单体混合，静置至得到白色沉淀物，所述白色沉淀物为所述聚硅氧烷微球；所述硅烷单体为硅烷单体选自含甲氧基或乙氧基的硅烷类单体。
7.如权利要求1所述异质结构抑菌剂，其特征在于：其原料还包括硅烷偶联剂，按质量比计算，所述硅烷偶联剂：所述聚硅氧烷微球＝0.5～3:10。
8.如权利要求1所述异质结构抑菌剂，其特征在于：按质量百分比计算，其原料还包括金属离子1～5％，所述金属离子包括银离子、铜离子中的至少一种。
9.如权利要求1所述异质结构抑菌剂，其特征在于：按质量百分比计算，其原料还包括羟基磷灰石1～10％。
10.如权利要求9所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述羟基磷灰石经过柠檬酸钠改性处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111154088.9A CN113796375B (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 一种异质结构抑菌剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111154088.9A CN113796375B (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 一种异质结构抑菌剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113796375A CN113796375A (zh) | 2021-12-17 |
| CN113796375B true CN113796375B (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=78938965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111154088.9A Active CN113796375B (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 一种异质结构抑菌剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113796375B (zh) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102604102B (zh) * | 2012-03-30 | 2013-05-15 | 山东大学 | 一种聚倍半硅氧烷空心微球的制备方法 |
| CN104549270B (zh) * | 2013-10-15 | 2017-02-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种异质p‑n结纳米复合材料及其制备方法和应用 |
| CN103897189B (zh) * | 2014-04-02 | 2016-08-24 | 长兴化学材料(珠海)有限公司 | 一种具有核壳结构的聚硅氧烷微球及其制备方法 |
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202111154088.9A patent/CN113796375B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113796375A (zh) | 2021-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tian et al. | Full-spectrum-activated Z-scheme photocatalysts based on NaYF 4: Yb 3+/Er 3+, TiO 2 and Ag 6 Si 2 O 7 | |
| CN1331400C (zh) | 复合光触媒抗菌剂的制备方法 | |
| CN101024180B (zh) | 一种光触媒微粒及制备方法、光触媒及制备方法及应用 | |
| CN102861600A (zh) | 一种氧化石墨烯/磷酸银/p25复合材料及其制备方法 | |
| CN110327932B (zh) | 一种Cu2O/ZnO复合光催化剂的制备方法 | |
| CN109529872B (zh) | 非晶态纳米二氧化钛可见光催化剂复合物及其制备方法 | |
| CN113998758A (zh) | 光电协同石墨相氮化碳活化过硫酸盐降解抗生素的方法 | |
| CN104226340A (zh) | 可见光纳米复合光催化剂AgCl-SnO2的制备方法 | |
| CN107312204A (zh) | 基于去除污水有机物的壳聚糖铁钛聚合材料及其制备 | |
| CN109179507B (zh) | 一种缓释型长效纳米抗菌材料及其制备和应用方法 | |
| CN113796375B (zh) | 一种异质结构抑菌剂 | |
| CN113261566B (zh) | 一种碱式次氯酸镁负载金属有机框架抑菌剂的制备方法 | |
| CN111514873B (zh) | 一种高熵氧化物/TiO2复合光触媒的制备方法 | |
| CN113814003A (zh) | 一种纳米材料空气净化剂 | |
| CN109463380A (zh) | 一种高活性复合抗菌喷剂及其制备方法 | |
| CN113522310B (zh) | 一种铁酸银/钒酸银复合光催化剂的制备及其应用 | |
| CN103599801A (zh) | 一种磷酸银基复合可见光催化材料及其制备方法 | |
| CN113617364B (zh) | 一种Ag/ZnO/CdS复合光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN114797829B (zh) | 一种可见光催化纳米抗菌材料及其制造方法 | |
| CN115067359B (zh) | Ag离子负载的黑色TiO2纳米光催化杀菌材料及其制备方法 | |
| CN115067358B (zh) | Ag/Zn离子负载的黑色二氧化钛复合二硫化钼纳米片纳米材料 | |
| CN116941612B (zh) | 一种农药残留降解剂及其制备方法 | |
| CN115226724A (zh) | 一种纳米光催化杀菌材料及其制备方法 | |
| CN107377003B (zh) | 一种钨量子点光触媒及其制备方法 | |
| CN116042006A (zh) | 一种杀菌消毒剂及制备工艺、涂料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A heterogeneous antibacterial agent Effective date of registration: 20230712 Granted publication date: 20220712 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Foshan branch Pledgor: Guangdong senge'an environmental protection new material technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980048160 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |