CN113998728B - 氧化铜微珠的制备方法 - Google Patents
氧化铜微珠的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113998728B CN113998728B CN202111432477.3A CN202111432477A CN113998728B CN 113998728 B CN113998728 B CN 113998728B CN 202111432477 A CN202111432477 A CN 202111432477A CN 113998728 B CN113998728 B CN 113998728B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper oxide
- water
- premix
- microbead
- curing
- 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
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 123
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 94
- 239000011325 microbead Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 8
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical group CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 18
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 18
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 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 claims description 4
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010923 batch production Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 22
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 19
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
- C01G3/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种氧化铜微珠的制备方法,首先配制预混液:取水和胶凝剂A混合,加热搅拌溶解,得到预混液A;然后配制固化液:取水和固化剂A混合,搅拌至充分溶解,得到固化液A;制备浆料:称取纳米氧化铜粉,将纳米氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,并加入分散剂A,搅拌均匀后,得到浆料A;成型:将浆料A均匀滴入固化液A,得到球状的毫米级颗粒,继续静置一段时间后,取出,水洗,得到毫米级氧化铜微珠生坯;最后将氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,即获得氧化铜微珠。本发明工艺简单,成本低廉,且该方法制备的微珠具有一定强度,利用简单的仪器设备就可以实现批量化生产,大大节约生产成本。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷胶态成型技术领域,具体涉及一种氧化铜微珠的制备方法。
背景技术
细菌、真菌和病毒等微生物是使人类遭受传染、诱发疾病的主要原因。目前常见的杀菌方式有:1)化学试剂杀菌,如八四消毒液、双氧水以及酒精等,其本身化学成分,能够杀死细菌和病毒,但是利用化学试剂杀菌会对人体产生影响,如有些消毒剂会对皮肤、黏膜产生烧灼作用;2)紫外线杀菌,利用适当波长的紫外线可以破坏微生物的核酸功能,使微生物死亡,达到消毒的目的,但是紫外线杀菌也存在一定的缺陷,如:没有持续消毒能力,并且可能存在微生物的光复活问题;利用紫外线消毒时,人必须离开现场,否则会对人体的皮肤和眼睛造成伤害;3)臭氧杀菌,利用氧原子的氧化作用可以破坏微生物膜结构,达到杀菌的目的,但是长时间使用臭氧会刺激人体的消化道、呼吸道或者神经系统;4)无机杀菌剂,包括含有Ag、Hg、Cu、Cd、Zn等离子的无机物,利用金属离子的抗菌能力,通过缓释作用达到长效抑菌的目的,同时无机抗菌剂具有耐热性好,抗菌普遍,有效抗菌期长,毒性低,安全性高、加工方便等一系列优点,被广泛应用于医疗、建材、通讯、家庭用品、家用电器等各个领域。目前最常见的具有杀菌性能的金属元素有Ag、Hg、Cu、Cd、Zn等,但是由于Hg、Cd的毒性较大,所以较常用的主要集中在银、铜和锌。银的杀菌性能最好,但其成本较高。而锌由于其杀菌性能较低,应用受到了较大的限制。而铜的成本相对较低,其杀菌性能低于银而强于锌,使得铜在抗菌材料领域的应用范围不断扩大。而单质铜和氧化铜都具有抗菌性,其实都是铜离子在杀菌。
氧化铜对细菌及微生物有着良好的抑制及杀灭作用,它作为一种抗菌材料已应用于日常生活的许多方面,如:铜基抗菌纤维、铜基涂层等。其作用机理可以描述为,带正电的铜离子通过电荷吸引使其与带负电的细菌接触,铜离子进入细胞内,使得细菌细胞壁破裂,导致细菌死亡;同时与细菌内的蛋白质酶等发生作用,使酶变性失活杀死细菌。目前已经有一些文献报道了一些氧化铜抗菌材料,如:《水处理用负载银、铜型硅藻土基复合抗菌陶瓷的研究》(硕士论文)以Cu(NO3)2为抗菌剂,以负载氧化铜的硅藻土和紫砂黏土为原料,利用干压成型制备纳米氧化铜/硅藻土复合抗菌陶瓷。Gadi Borkow等人(NeutralizingViruses in Suspensions by Copper Oxide-Based Filters[J].Antimicrobial Agentsand Chemotherapy 51(2007)2605–2607)设计了半径为2.5厘米,包含2厘米厚浸渍有500mg(5%(wt/wt))氧化铜颗粒的内层聚丙烯纤维过滤器,结果表明在负载氧化铜后,其去除病毒的效果大大增强。上述研究证实了氧化铜的抗菌性能,但是由于氧化铜负载于其他材料之上,其负载量有限,其杀菌效果也受到限制,同时存在容易脱落、可能产生二次污染等问题。Mohsen Safaei等人(Preparation,structural characterization,thermalproperties and antifungal activity of alginate-CuO bionanocomposite[J].Materials Science&Engineering C 101(2019)323–329)以纳米氧化铜和海藻酸生物聚合物为原料合成了具有抗真菌活性的海藻酸-氧化铜纳米复合材料,得到的海藻酸-CuO纳米复合材料具有良好的抗真菌性能。中国专利《一种氧化铜微珠的制备方法》(申请号:CN201610835915.3,申请公布号:CN107840361A,公布日:2016.09.20)利用铜盐、冰醋酸及SDS等原料,采用水热法获得尺寸分布均一的氧化铜纳米微珠。上述研究制备的都是纳米氧化铜材料,存在同样的问题,无法回收,实际应用中会产生一系列的问题,如:1)在水质净化领域,由于回收困难,造成二次污染,所以实际应用较为困难;2)在粉末级食品药品杀菌方面,纳米氧化铜材料难以与粉末级食品药品分离,会对人体健康产生影响;3)在洗涤行业,同样存在无法回收的问题,长期接触可能会引发无法预测的危害。
总结而言,氧化铜具有优异的杀菌性能,广泛应用于医疗、建材、通讯、家庭用品、家用电器等各个领域,但目前对氧化铜材料的研究还很有限,主要的研究集中在氧化铜负载材料以及纳米氧化铜材料上,但都存在一些问题,如:1)氧化铜负载材料,其负载量有限,其杀菌效果也极其有限;2)纳米材料由于其回收困难,会造成污染,同时可能存在无法预测的危害,大大限制了其应用领域。因此通过简单的工艺,低廉的成本,研究一种亚毫米、毫米级氧化铜杀菌微珠材料很有必要,亚毫米级、毫米级氧化铜微珠为接触式杀菌,不溶于其他物质,利用简单地分离过滤纱网等便可将其分离,不会对所需杀菌物质造成污染,同时得到的微珠为单一氧化铜相,将提高其杀菌效果,这将大大扩展氧化铜杀菌材料的应用领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化铜微珠的制备方法,工艺简单,成本低廉,且该方法制备的微珠具有一定强度,利用简单的仪器设备就可以实现批量化生产,大大节约生产成本。
本发明所采用的技术方案是,氧化铜微珠的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、配制预混液:取水和胶凝剂A混合,加热搅拌溶解,得到预混液A;
步骤2,配制固化液:取水和固化剂A混合,搅拌至充分溶解,得到固化液A;
步骤3,制备浆料:称取纳米氧化铜粉,将纳米氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,并加入分散剂A,搅拌均匀后,得到浆料A;
步骤4,成型:将所述步骤3得到的浆料A利用注射器均匀滴入固化液A,得到球状的毫米级颗粒,继续静置一段时间后,取出,水洗,得到毫米级氧化铜微珠生坯;
步骤5,烧结:将步骤4中得到的氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,即获得氧化铜微珠。
本发明的特点还在于,
步骤1中,胶凝剂A为海藻酸钠粉末,制得的预混液A中,海藻酸钠与水的质量比为1:(99~55),搅拌的温度控制在85-95℃,搅拌的时间为1-3h。
步骤2中,所述固化剂A为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、氯化钙中的任意一种,与水混合后,所得固化液A浓度为0.1-1mol/L。
步骤3中,预混液A和纳米氧化铜粉的质量比为10:(2.5-4.3),所述浆料A的固含量为20-30wt%。
步骤3中,分散剂A为聚丙烯酸铵,分散剂A的质量占纳米氧化铜粉质量的0.5-1.5%。
步骤4中,注射器针管直径为0.5-3mm。
步骤4中,静置时间为5-60min。
步骤5具体为:将氧化铜微珠生坯以3-5℃/min升温到900-960℃,烧结时间1-3小时,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
本发明的有益效果如下:
1)本发明是一种工艺简单、成本低廉的制备方法,采用简单的滴球法制备毫米级氧化铜微珠,不需要大型机器和复杂的仪器设备,无需昂贵的模具,所使用的胶凝剂、分散剂和固化剂含量低,价格也很便宜,可以节约大量的成本;同时,得到的微珠其球形度好,粒径均匀;
2)本发明是一种环境友好型方法,采用的胶凝剂为海藻酸钠粉末,海藻酸钠是一种可降解型生物材料,对环境友好,不会对环境造成污染,且与生物相容;同时,制备的亚毫米、毫米级氧化铜微珠为接触式杀菌,不溶解于其他物质,采用简单地分离过滤纱网便可回收,不会对环境造成污染;
3)本发明可以得到不含其他杂质的毫米级氧化铜微珠,这将大大提高其杀菌性能,使其在水质净化、清洁空气、抗菌杀毒等领域有广阔的应用前景。同时海藻酸钠可以增加其坯体强度,得到不易破损的氧化铜微珠。
附图说明
图1实施案例1所制备的氧化铜微珠实物图片:(a)生坯;(b)烧结后氧化铜微珠;
图2为实施案例1(a)和实施案例2(b)制备的氧化铜微珠的微观形貌;
图3为实施案例1(a)和实施案例2(b)制备的氧化铜微珠的XRD图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明氧化铜微珠的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、配制预混液:取水和胶凝剂A混合,加热搅拌溶解,得到预混液A;
步骤1中,胶凝剂A为海藻酸钠粉末,制得的预混液A中,海藻酸钠与水的质量比为1:(99~55),搅拌的温度控制在85-95℃,搅拌的时间为1-3h。
步骤2,配制固化液:取水和固化剂A混合,搅拌至充分溶解,得到固化液A;
步骤2中,所述固化剂A为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、氯化钙中的任意一种,与水混合后,所得固化液A浓度为0.1-1mol/L。
步骤3,制备浆料:称取纳米氧化铜粉,将纳米氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,并加入分散剂A,搅拌均匀后,得到浆料A;
步骤3中,预混液A和纳米氧化铜粉的质量比为10:(2.5-4.3),所述浆料A的固含量为20-30wt%。
步骤3中,分散剂A为聚丙烯酸铵,分散剂A的质量占纳米氧化铜粉质量的0.5-1.5%。
步骤4,成型:将所述步骤3得到的浆料A利用注射器均匀滴入固化液A,得到球状的毫米级颗粒,继续静置一段时间后,取出,水洗,得到毫米级氧化铜微珠生坯;
步骤4中,注射器针管直径为0.5-3mm。
步骤4中,静置时间为5-60min。
步骤5,烧结:将步骤4中得到的氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,即获得氧化铜微珠。
步骤5具体为:将氧化铜微珠生坯以3-5℃/min升温到900-960℃,烧结时间1-3小时,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
实施例1
取0.30g海藻酸钠和19.70g水混合,加热至90℃,搅拌1.5h溶解,获得浓度为1.5wt%的海藻酸钠溶液,得到预混液A;取固化剂(选用硫酸铜)0.640g和20.000g水混合,搅拌至充分溶解,配置成浓度为0.2mol/L的溶液,得到固化液A。称取纳米氧化铜粉,将氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,预混液A和氧化铜粉按质量比混合均匀,具体为10:3.3,并加入分散剂A,分散剂A为聚丙烯酸铵,分散剂A的质量占氧化铜粉质量的1.0%,搅拌均匀后,得到固含量为25wt%的浆料A;将上述步骤中得到的浆料A利用直径为2mm注射器均匀滴入固化液A中,得到球状的毫米级颗粒,继续静置40min后,取出,水洗,得到氧化铜微珠生坯。将氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,将氧化铜微珠生坯以3℃/min升温到920℃,保温2h,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
采用实施例1的工艺方法制备的氧化铜微珠,在图1中给出了氧化铜微珠生坯及烧结后样品的实物图。从图1(a)氧化铜微珠生坯和(b)烧结后氧化铜微珠中可以看出,微珠尺寸分布均匀,球形度较好;从图2(a)氧化铜微珠的断面扫描图中可以看出,样品内部有孔洞的存在,使其有较高的比表面积。通过对微珠样品力学性能的测试,所得的氧化铜微珠的体积密度为5.799g/cm3,微珠的压缩强度为36.381MPa。图3曲线a给出了氧化铜微珠的XRD,其固化剂为铜盐,可以看出,烧结后的样品为单一氧化铜相的微珠。
实施例2
取0.32g海藻酸钠和19.68g水混合,加热至90℃,搅拌1.0h溶解,获得浓度为1.6wt%的海藻酸钠溶液,得到预混液A;取固化剂(选用氯化钙)0.222g和20.000g水混合,搅拌至充分溶解,配置成浓度为0.1mol/L的溶液,得到固化剂A。称取纳米氧化铜粉,将氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,预混液A和氧化铜粉按质量比混合均匀,具体为10:3.0,并加入分散剂A,分散剂A为聚丙烯酸铵,分散剂A的质量占氧化铜粉质量的1.0%,搅拌均匀后,得到固含量为23wt%的浆料A;将上述步骤中得到的浆料A利用直径为0.84mm注射器均匀滴入固化剂A中,得到球状的毫米级颗粒,继续静置60min后,取出,水洗,得到氧化铜微珠生坯。将氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,将氧化铜微珠生坯以4℃/min升温到910℃,保温1h,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
采用实施例2的工艺方法制备的氧化铜微珠,在图2(b)中给出了氧化铜微珠的扫描图片。从图2(b)氧化铜微珠的断面扫描图中可以看出,样品内部有孔洞的存在,使其有较高的比表面积。通过对微珠样品力学性能的测试,所得的氧化铜微珠的体积密度为5.699g/cm3,微珠的压缩强度为33.841MPa。图3曲线b给出了氧化铜微珠的XRD,虽然该固化剂不是铜盐,但从图中可以看出,由于固化剂其含量极低,对其晶相没有影响,样品仍为单一氧化铜相的微珠。
实施例例3
取0.20g海藻酸钠和19.80g水混合,加热至85℃,搅拌2.0h溶解,获得浓度为1.0wt%的海藻酸钠溶液,得到预混液A;取固化剂(选用氯化铜)1.345g和20.000g水混合,搅拌至充分溶解,配置成浓度为0.5mol/L的溶液,得到固化液A。称取氧化铜粉,将氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,预混液A和氧化铜粉按质量比混合均匀,具体为10:2.5,并加入分散剂A,分散剂A为聚丙烯酸铵,分散剂A的质量占氧化铜粉质量的0.5%,搅拌均匀后,得到固含量为20wt%的浆料A;将上述步骤中得到的浆料A利用直径为0.5mm注射器均匀滴入固化液A中,得到球状的毫米级颗粒,继续静置5min后,取出,水洗,得到氧化铜微珠生坯。将氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,将氧化铜微珠生坯以5℃/min升温到900℃,保温3h,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
实施案例4
取0.36g海藻酸钠和19.70g水混合,加热至95℃,搅拌3.0h溶解,获得浓度为1.8wt%的海藻酸钠溶液,得到预混液A;取固化剂(选用硝酸铜)3.760g和20.000g水混合,搅拌至充分溶解,配置成浓度为1mol/L的溶液,得到预混液B。称取氧化铜粉,将氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液A混合,预混液A和氧化铜粉按质量比混合均匀,具体为10:4.3,并加入分散剂A,分散剂A为聚丙烯酸铵,分散剂A的质量占氧化铜粉质量的1.5%,搅拌均匀后,得到固含量为30wt%的浆料A;将上述步骤中得到的浆料A利用直径为3mm注射器均匀滴入固化液A中,得到球状的毫米级颗粒,继续静置30min后,取出,水洗,得到氧化铜微珠生坯。将氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,将氧化铜微珠生坯以3℃/min升温到960℃,保温3h,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
采用实施1、2,制备了氧化铜微珠并测试其密度及强度,
测试结果如下:
本发明一种氧化铜微珠的制备方法,采用简单的工艺,低廉的成本,便可得到具有一定强度,且无其他杂相的氧化铜微珠。按照实例1所制备的氧化铜微珠,其平均直径为1.45mm,烧结后样品的密度为5.799g/cm3,压缩强度为36.381MPa;按照实例2所制备的氧化铜微珠,其平均直径为1.08mm,烧结后样品的密度为5.699g/cm3,压缩强度为33.841MPa。
Claims (1)
1.氧化铜微珠的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、配制预混液:取水和胶凝剂混合,加热搅拌溶解,得到预混液;
所述步骤1中,胶凝剂为海藻酸钠粉末,制得的预混液中,海藻酸钠与水的质量比为1:(99~55),搅拌的温度控制在85-95℃,搅拌的时间为1-3h;
步骤2,配制固化液:取水和固化剂混合,搅拌至充分溶解,得到固化液;所述固化剂为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、氯化钙中的任意一种,与水混合后,所得固化液浓度为0.1-1mol/L;
步骤3,制备浆料:称取纳米氧化铜粉,将纳米氧化铜粉与所述步骤1得到的预混液混合,并加入分散剂,搅拌均匀后,得到浆料;
所述步骤3中,预混液和纳米氧化铜粉的质量比为10:(2.5-4.3),所述浆料的固含量为20-30wt%;
所述步骤3中,分散剂为聚丙烯酸铵,分散剂的质量占纳米氧化铜粉质量的0.5-1.5%;
步骤4,成型:将所述步骤3得到的浆料利用注射器均匀滴入固化液,得到球状的毫米级颗粒,继续静置一段时间后,取出,水洗,得到毫米级氧化铜微珠生坯;
所述步骤4中,注射器针管直径为0.5-3mm;
所述步骤4中,静置时间为5-60min;
步骤5,烧结:将步骤4中得到的氧化铜微珠生坯低温干燥后,进行高温烧结,即获得氧化铜微珠;
所述步骤5具体为:将氧化铜微珠生坯以3-5℃/min升温到900-960℃,烧结时间1-3小时,然后随炉冷却到室温,即获得氧化铜微珠。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111432477.3A CN113998728B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 氧化铜微珠的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111432477.3A CN113998728B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 氧化铜微珠的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113998728A CN113998728A (zh) | 2022-02-01 |
CN113998728B true CN113998728B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=79930705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111432477.3A Active CN113998728B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 氧化铜微珠的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113998728B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990065456A (ko) * | 1998-01-13 | 1999-08-05 | 문종수 | 소형 세라믹 비드의 제조 방법 |
CN102896686A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 清华大学 | 一种制备多孔陶瓷微珠的方法与装置 |
CN105858629A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-17 | 武汉亚洲生物材料有限公司 | 一种无机微球的制备方法及由此制得的无机微球及其用途 |
CN106512103A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-22 | 西南交通大学 | 一种多孔结构陶瓷材料的制备方法 |
CN110451962A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-15 | 内蒙古科技大学 | 一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法 |
CN111196717A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-26 | 洛阳中超新材料股份有限公司 | 制备陶瓷微珠的方法和陶瓷微珠及其应用 |
CN111269011A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 长裕控股集团有限公司 | 氧化锆微珠的制备方法 |
CN112048101A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-08 | 西北大学 | 一种粒径可控的双金属离子协同交联海藻酸钠微球的制备方法 |
CN113372101A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 西安理工大学 | 一种氧化铝陶瓷的制备方法 |
-
2021
- 2021-11-29 CN CN202111432477.3A patent/CN113998728B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990065456A (ko) * | 1998-01-13 | 1999-08-05 | 문종수 | 소형 세라믹 비드의 제조 방법 |
CN102896686A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 清华大学 | 一种制备多孔陶瓷微珠的方法与装置 |
CN105858629A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-17 | 武汉亚洲生物材料有限公司 | 一种无机微球的制备方法及由此制得的无机微球及其用途 |
CN106512103A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-22 | 西南交通大学 | 一种多孔结构陶瓷材料的制备方法 |
CN110451962A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-15 | 内蒙古科技大学 | 一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法 |
CN111196717A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-26 | 洛阳中超新材料股份有限公司 | 制备陶瓷微珠的方法和陶瓷微珠及其应用 |
CN111269011A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 长裕控股集团有限公司 | 氧化锆微珠的制备方法 |
CN112048101A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-08 | 西北大学 | 一种粒径可控的双金属离子协同交联海藻酸钠微球的制备方法 |
CN113372101A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 西安理工大学 | 一种氧化铝陶瓷的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
氧化锆陶瓷微珠浆料的制备;石纪军 等;陶瓷(第07期);第17-22页 * |
结构陶瓷的新型凝胶注模成型技术研究与进展;谢志鹏 等;陶瓷学报;第32卷(第2期);第312页左栏第1-右栏第1段、第315-316页第2.1节 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113998728A (zh) | 2022-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kharaghani et al. | Fabrication of electrospun antibacterial PVA/Cs nanofibers loaded with CuNPs and AgNPs by an in-situ method | |
CN106818869B (zh) | 一种碳基纳米铜复合材料的制备方法 | |
CN101255274A (zh) | 复合纳米银-聚氨酯抗菌材料及其制备方法 | |
CN102702727B (zh) | 一种抗菌复合材料的制备方法 | |
CN101999411A (zh) | 埃洛石纳米管负载银单质型抗菌剂及其制备方法 | |
Fu et al. | Green synthesis of silver nanoparticles with enhanced antibacterial activity using holocellulose as a substrate and reducing agent | |
Sikder et al. | Silver (Ag) doped magnesium phosphate microplatelets as next‐generation antibacterial orthopedic biomaterials | |
Wang et al. | Characteristics of MgO/PCL/PVP antibacterial nanofiber membranes produced by electrospinning technology | |
CN102936141A (zh) | 一种含银抗菌生物陶瓷,制备方法及其应用 | |
CN113802382A (zh) | 一种抗菌剂及其制备方法和应用 | |
CN114734032B (zh) | 一种基于木棉花提取液制备纳米银的方法 | |
CN1209971C (zh) | 氧化锌晶须复合抗菌剂组合物 | |
CN113998728B (zh) | 氧化铜微珠的制备方法 | |
CN112913856B (zh) | 一种抗团聚缓释无机抗菌材料及其制备方法 | |
CN113996801A (zh) | 一种基于红苋菜提取液制备纳米银的方法 | |
CN102294052A (zh) | 医用高分子基的纳米银材料的制备方法 | |
Shokry Hassan et al. | Novel antibacterial zinc oxide polymeric nanocomposite membrane as wound dress | |
Baruah et al. | Evaluation of the multifunctional activity of silver bionanocomposites in environmental remediation and inhibition of the growth of multidrug-resistant pathogens | |
CN113996800B (zh) | 一种基于紫背天葵提取液制备纳米银的方法 | |
CN112972331B (zh) | 一种含山苍子油护肤软膏及其制备方法 | |
CN102190904A (zh) | 一种抗菌高吸水树脂的生产方法 | |
CN103893811B (zh) | 一种生物玻璃毡的制备方法及其产品的应用 | |
CN111528233A (zh) | 一种灭菌消毒剂及其制备方法 | |
Sethuraman et al. | Fabrication and Characterization of Chitin Hydrogel Nano Silver Fused Scaffold for Wound Dressing Applications | |
KR101870257B1 (ko) | 은나노입자가 담지된 바이오차 및 이의 제조방법 |
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 |