CN114805871B - 一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法 - Google Patents

一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114805871B
CN114805871B CN202210351393.5A CN202210351393A CN114805871B CN 114805871 B CN114805871 B CN 114805871B CN 202210351393 A CN202210351393 A CN 202210351393A CN 114805871 B CN114805871 B CN 114805871B
Authority
CN
China
Prior art keywords
refrigerator
pyroelectric
pdms
cuinp
patch type
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
Application number
CN202210351393.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114805871A (zh
Inventor
刘智勇
许润田
程险
谢兵
郭坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang Hangkong University
Original Assignee
Nanchang Hangkong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang Hangkong University filed Critical Nanchang Hangkong University
Priority to CN202210351393.5A priority Critical patent/CN114805871B/zh
Publication of CN114805871A publication Critical patent/CN114805871A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114805871B publication Critical patent/CN114805871B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜，其是由PDMS作为基体材料，CuInP2S6纳米片作为热释电增强体，制成具备随温度变化可自动消毒的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜，一方面，通过打开/关闭冰箱门，冰箱内部气温变化，形成的温差触发热释电效应，在复合薄膜表面激发产生电子空穴对，电子空穴对与表层吸附H2O和O2反应生成具有超高氧化性的超氧自由基和羟基用于杀菌消毒；另一方面，使用CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜在温度变化时触发热释电效应进行消毒不需要额外的电源供电，是一种自清洁的装置，本发明制备工艺简单，可重复利用，适合工业化生产。

Description

一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法。
背景技术
冰箱使用一段时间后，冰箱内部会产生异味，也会滋生很多细菌。尽管冰箱内部冷藏和冷冻气温较低(冷藏一般为4-8℃，冷冻一般为零下19℃)，但仍存在大量活动的嗜冷菌，这些细菌的快速繁殖，对人体的健康造成极大的损害。比如来自于鸡蛋、肉类的沙门氏菌，来自于蔬菜、水果的志贺菌，来自于开过牛奶的李斯特菌等，这些细菌的大量繁殖还会污染冰箱里的其他食物。人们通常使用冰箱消毒杀菌清洗剂、冰箱除臭剂、冰箱除霉剂、冰箱除味器等措施来对冰箱内部细菌进行消杀，这些产品且均为一次性产品，需要定期更换，存在清洁费用高、清洁过程繁琐、清洁不到位等问题。
热释电材料可以在温差(△T)的条件下，触发热释电效应，在材料表面激发产生电子空穴对，生成的电子空穴对与冰箱内表面的H2O和O2发生化学反应形成超氧自由基和羟基，具有极高氧化还原能力的超氧自由基和羟基可有效地破坏冰箱内部细菌的结构，达到杀菌消毒的效果(S.Korkmaz,Kariper,Pyroelectric nanogenerators(PyNGs)inconverting thermal energy into electrical energy:Fundamentals and currentstatus,Nano Energy 84(2021),105888)。相比于其它消毒方法，采用热释电效应进行抗菌消毒具有低成本、节能和可重复利用的优点。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)、称量CuInP2S6纳米片、PDMS、固化剂，其中PDMS与固化剂质量比为1：1；
2)、将上述称量好的原料混合搅拌均匀后，浇筑到玻璃容器中、真空脱气、固化处理，获得厚度为10μm～200μm柔性的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜；
3)、将CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜进行极化，极化后贴于正常工作的冰箱内壁，开/关冰箱门，使冰箱内部产生温差触发热释电效应。
优选的，所述步骤1)中，所述CuInP2S6纳米片和PDMS的质量比为0.1～1：1。
优选的，所述步骤2)中，所述玻璃容器底部的粗糙度为Ra1～Ra20。
优选的，所述步骤2)中，固化处理的温度为90℃～130℃，固化处理的时间为1h。
优选的，所述步骤3)中，极化处理的电场为2kV/cm～5kV/cm，极化处理的时间为0.5h。
本发明有益效果：
1.本发明将热释电薄膜与冰箱杀菌消毒相结合，通过开关冰箱门使冰箱内部产生的温差触发热释电效应，在热释电薄膜表面激发出电子空穴对，电子空穴对与内壁表面的H2O和O2发生反应生成具有杀菌、消毒功能的超氧自由基和羟基。
2.本发明中的热释电效应是通过温度的变化激发的，不需要额外的电源供电，相比紫外线消毒灯或其他一次性消毒剂更具有节能环保的优点。
3.本发明制备工艺简单，可重复利用，适合工业化生产，在用于冰箱行业自动消毒具有广阔的应用前景。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是装配本发明的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜的冰箱示意图；
图2是本发明制备的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜的结构示意图；
图3是装配不同比例本发明的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄的抗菌效果；
图4为实例1冰箱内100％覆盖CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜不同开关冰箱门次数的抗菌效果。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
参照图1-图4，本发明的优选实施例，一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)、称量CuInP2S6纳米片、PDMS、固化剂，其中PDMS与固化剂质量比为1：1；
2)、将上述称量好的原料混合搅拌均匀后，浇筑到玻璃容器中、真空脱气、固化处理，获得厚度为10μm～200μm柔性的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜；
3)、将CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜进行极化，极化后贴于正常工作的冰箱内壁，开/关冰箱门，使冰箱内部产生温差触发热释电效应。
本发明将热释电薄膜与冰箱杀菌消毒相结合，通过开关冰箱门使冰箱内部产生的温差触发热释电效应，在热释电薄膜表面激发出电子空穴对，电子空穴对与内壁表面的H2O和O2发生反应生成具有杀菌、消毒功能的超氧自由基和羟基；本发明中的热释电效应是通过温度的变化激发的，不需要额外的电源供电，相比紫外线消毒灯或其他一次性消毒剂更具有节能环保的优点；综上所述，本发明制备工艺简便、经济性强、使用寿命长，适合规模化工业生产，在用于冰箱行业自动消毒具有广阔的应用前景。
作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
本实施例中，所述步骤1)中，所述CuInP2S6纳米片和PDMS的质量比为0.1～1：1。
本实施例中，所述步骤2)中，所述玻璃容器底部的粗糙度为Ra1～Ra20。
本实施例中，所述步骤2)中，固化处理的温度为90℃～130℃，固化处理的时间为1h。
本实施例中，所述步骤3)中，极化处理的电场为2kV/cm～5kV/cm，极化处理的时间为0.5h。
本发明将CuInP2S6热释电材料与柔性聚合物PDMS复合，制成具有热释电效应的CuInP2S6/PDMS复合薄膜用于冰箱内部杀菌消毒。CuInP2S6热释电纳米片的居里点为35℃左右，接近于冰箱使用的温度范围，可以获得最优的热释电效果。另外，PDMS无毒环保，可长期在-50℃～200℃下使用，不会发生老化变质。在装配CuInP2S6/PDMS复合薄膜的冰箱中，每一次开/关冰箱门都会进行一次热释电效应的释放，生成的电子空穴对与冰箱内表面的H2O和O2发生化学反应形成超氧自由基和羟基，超氧自由基和羟基有效地破坏冰箱内部细菌的结构，达到杀菌消毒的效果。整个杀菌消毒过程只需开/关冰箱门就可以完成，并不需要额外的电能。
本发明中的具体实施例如下：
实施例1：
1)、称量CuInP2S6粉体、PDMS、固化剂，其中CuInP2S6和PDMS质量比为0.5：1，PDMS与固化剂质量比为1：1；
2)、将上述称量好的原料混合搅拌均匀后，浇筑到玻璃容器中，玻璃底部粗糙度为Ra10，在真空下脱气，随后放置于温度为100℃的烘箱中，固化处理1h，获得100μm的柔性CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜；
3)、将制得的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜进行极化，极化电场为4kV/cm，极化时间为0.5h，极化后如图1所示样式100％装配于正常工作的冰箱内壁；
4)、开/关冰箱门产生抗菌消毒效果，在开关冰箱门10次时，测其除菌效率为67％，开关冰箱门20次时，测其除菌效果为93％，如图3和4所示。
实施例2：
1)、称量CuInP2S6粉体、PDMS、固化剂，其中CuInP2S6和PDMS质量比为0.5：1，PDMS与固化剂质量比为1：1；
2)、将上述称量好的原料混合搅拌均匀后，浇筑到玻璃容器中，玻璃底部粗糙度为Ra10，在真空下脱气，随后放置于温度为100℃的烘箱中，固化1h，获得100μm的柔性CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜；
3)、将制得的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜进行极化，极化电场为4kV/cm，极化时间为0.5h，极化后如图1所示样式50％装配于正常工作的冰箱内壁；
4)、开/关冰箱门产生抗菌消毒效果，开关冰箱门20次时，测其除菌效果为45％，如图3所示。
实施例3：
1)、称量CuInP2S6粉体、PDMS、固化剂，其中CuInP2S6和PDMS质量比为0.2：1，PDMS与固化剂质量比为1：1；
2)、将上述称量好的原料混合搅拌均匀后，浇筑到玻璃容器中，玻璃底部粗糙度为Ra20，在真空下脱气，随后放置于温度为90℃的烘箱中，固化1h，获得50μm的柔性CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜；
3)、将制得的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜进行极化，极化电场为2kV/cm，极化时间为0.5h，极化后如图1所示样式100％装配于正常工作的冰箱内壁；
4)、开/关冰箱门产生抗菌消毒效果，在开关冰箱门10次时，测其除菌效率为36％，开关冰箱门20次时，测其除菌效果为54％。
本发明通过将热释电效应和柔性有机物相结合，制备出具有热释电自动杀菌消毒功能复合薄膜。薄膜的外侧具有一定粗糙度，该粗糙度过高会引起落灰，不便清理；而粗糙度低会造成反应活性位点低，消毒效果差，可以获得合适的比表面积，使热释电效应充分发挥作用；薄膜的另一侧与冰箱内壁贴合。复合薄膜贴在冰箱内壁或内嵌在冰箱内表面，从而实现在开/关冰箱时，利用温差自动触发热释电效应，薄膜表面激发出电子空穴对，生成的电子空穴对与冰箱内表面的H2O和O2发生化学反应形成超氧自由基和羟基，具有极高氧化还原能力的超氧自由基和羟基可有效地破坏冰箱内细菌的结构，达到杀菌消毒的效果。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
1)、称量CuInP2S6纳米片、PDMS、固化剂，其中PDMS与固化剂质量比为1：1；
2)、将上述称量好的原料混合搅拌均匀后，浇筑到玻璃容器中、真空脱气、固化处理，获得厚度为10μm～200μm柔性的CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜；
3)、将CuInP2S6/PDMS热释电复合薄膜进行极化，极化后贴于正常工作的冰箱内壁，开/关冰箱门，使冰箱内部产生温差触发热释电效应。
2.根据权利要求1所述的一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述CuInP2S6纳米片和PDMS的质量比为0.1～1：1。
3.根据权利要求1所述的一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述玻璃容器底部的粗糙度为Ra1～Ra20。
4.根据权利要求1所述的一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，固化处理的温度为90℃～130℃，固化处理的时间为1h。
5.根据权利要求1所述的一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，极化处理的电场为2kV/cm～5kV/cm，极化处理的时间为0.5h。
CN202210351393.5A 2022-04-02 2022-04-02 一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法 Active CN114805871B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210351393.5A CN114805871B (zh) 2022-04-02 2022-04-02 一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210351393.5A CN114805871B (zh) 2022-04-02 2022-04-02 一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114805871A CN114805871A (zh) 2022-07-29
CN114805871B true CN114805871B (zh) 2023-10-10

Family

ID=82532517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210351393.5A Active CN114805871B (zh) 2022-04-02 2022-04-02 一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114805871B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991008576A1 (de) * 1989-11-24 1991-06-13 Stora Feldmühle Aktiengesellschaft Zusammensetzung zur herstellung eines dielektrische oder pyroelektrische eigenschaften aufweisenden materials und verfahren zur herstellung des materials
CN1322590A (zh) * 2000-05-09 2001-11-21 同济大学 电冰箱高效除味卡的制作方法
CN2655140Y (zh) * 2003-09-11 2004-11-10 王美生 冰箱保鲜除味器
CN101700405A (zh) * 2009-08-10 2010-05-05 洪清盾 一种冰箱除臭组合物及其制品
CN112870391A (zh) * 2020-12-24 2021-06-01 深圳先进技术研究院 一种铁电抗菌材料及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991008576A1 (de) * 1989-11-24 1991-06-13 Stora Feldmühle Aktiengesellschaft Zusammensetzung zur herstellung eines dielektrische oder pyroelektrische eigenschaften aufweisenden materials und verfahren zur herstellung des materials
CN1322590A (zh) * 2000-05-09 2001-11-21 同济大学 电冰箱高效除味卡的制作方法
CN2655140Y (zh) * 2003-09-11 2004-11-10 王美生 冰箱保鲜除味器
CN101700405A (zh) * 2009-08-10 2010-05-05 洪清盾 一种冰箱除臭组合物及其制品
CN112870391A (zh) * 2020-12-24 2021-06-01 深圳先进技术研究院 一种铁电抗菌材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Anisotropic thermal properties and ferroelectric phase transitions in layered CuInP2S6 and CuInP2Se6 crystals;V. Liubachko，et al.;Journal of Physics and Chemistry of Solids(第111期);第324-327页 *
Antibacterial ferroelectric materials: Advancements and future directions;Sandeep Kumar, et al.;Journal of Industrial and Engineering Chemistry(第97期);第95-110页 *
Pyroelectrocatalytic Disinfection Using the Pyroelectric Effect of Nano- and Microcrystalline LiNbO3and LiTaO3 Particles;Emanuel Gutmann, et al.;Journal of Physics Chemistry;第116卷(第9期);第5383-5393页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114805871A (zh) 2022-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020253780A1 (zh) 一种具有抗菌保鲜除味效果的太赫兹材料及其制备方法和应用
CN203647758U (zh) 一种空间熏蒸消毒净化装置
TWI251472B (en) System for drying and sterilizing foods and method therefor
CN114805871B (zh) 一种冰箱用贴片式热释电自动消毒功能薄膜的制备方法
CN103041416B (zh) 一种活性氧家居衣物消毒灭菌装置
Mahdi et al. Effects of microwave radiation on micro-organisms in selected materials from healthcare waste
CN203619936U (zh) 便携式节能智能消毒装置
CN203075260U (zh) 家禽蛋类消毒保鲜容器
CN202568984U (zh) 便携式消毒器
CN106679307A (zh) 一种板材、具有杀菌内胆的冰箱及杀菌内胆的制作方法
Salarieh et al. Sterilization of turmeric by atmospheric pressure dielectric barrier discharge plasma
CN203447530U (zh) 医学档案纳米光催化杀毒灭菌装置
CN207785537U (zh) 一种臭氧消毒装置
CN108576572A (zh) 一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置
CN201423031Y (zh) 新型紫外线杀菌箱
CN204245924U (zh) 一种具有紫外线及臭氧消毒功能的茶炉
CN102488231A (zh) 一种酱鸭制作的灭菌方法
CN206151917U (zh) 一种臭氧消毒机
CN201921147U (zh) 一种用于家庭的杀菌装置
CN206642112U (zh) 一种自动更换的快速高密度等离子体灭菌设备
CN207012353U (zh) 一种快速高密度等离子体灭菌设备
CN106421838A (zh) 一种自动更换的快速高密度等离子体灭菌设备
CN205234997U (zh) 一种等离子体被褥消毒柜
CN213554030U (zh) 一种臭氧杀菌消毒机
CN114573898B (zh) 一种新型光触媒复合杀菌材料及其制备方法与应用

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