CN115011037A - 一种聚丙烯基光催化抗菌母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚丙烯基光催化抗菌母粒及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：步骤一，以可溶性锌盐溶液和咪唑盐溶液为原料，制备得到ZIF‑8；步骤二，将步骤一制备得到的ZIF‑8进行热氧敏化改性处理，得到T‑ZIF‑8；步骤三，采用偶联剂对步骤二所得的T‑ZIF‑8进行表面处理，得到T‑ZIF‑8‑G；步骤四，采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料混合，并加入步骤三所得的T‑ZIF‑8‑G，搅拌混合后进行熔融、挤压出料，得到所述聚丙烯基光催化抗菌母粒。采用本发明上述方法制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒制备抗菌口罩过滤层，可以有效地克服现有技术中抗菌剂易脱落导致抗菌口罩抗菌失活的问题。

Description

一种聚丙烯基光催化抗菌母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯基光催化抗菌母粒及其制备方法和应用。
背景技术
类沸石咪唑酯骨架ZIF-8材料具有比表面积大、孔径多级可调、结构稳定性能高、良好的生物可降解性及抑菌活性等特性，目前在催化、吸附分离、生物医学等领域有较为广泛的应用。同时作为第三代新型抗菌剂，ZIF-8在光照下可产生活性氧基团(ROS)而将病菌降解成无毒小分子，最终实现自清洁、自净化的分子智能杀菌效果，将ZIF-8抗菌材料负载于口罩材料上可解决市场上已投入销售的一次性医用口罩不具备抗菌性能导致废弃产生二次污染的弊端。采用不同技术合成的负载ZIF-8基口罩材料的抗菌性能以及抗菌耐久性有一定的差别。
现有技术中，采用类似于浸渍法后处理法将抗菌剂直接负载于口罩上，即：将无纺布浸于聚多巴胺水溶液12-13h，采用乙醇清洗并在25-30℃下自然晒干。将锌离子、2-甲基咪唑以摩尔比为1:8溶解于甲醇中密闭搅拌6h，之后在9000rpm转速下的离心机分离出固体ZIF-8纳米颗粒，最后将颗粒于50℃下烘干25h。将处理后的无纺布浸于分散有ZIF-8纳米颗粒的聚乙烯醇溶液中搅拌6h，采用乙醇清洗并在25-30℃下自然晒干即得ZIF-8纳米口罩内芯材料。但上述方法存在如下缺陷：采用类似于浸渍法后处理法将抗菌剂直接负载于口罩上容易出现抗菌剂脱落导致抗菌口罩抗菌失活的问题。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚丙烯基光催化抗菌母粒及其制备方法和应用，以解决现有技术中抗菌剂易脱落导致抗菌口罩抗菌失活的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，以可溶性锌盐溶液和咪唑盐溶液为原料，制备得到ZIF-8；
步骤二，将步骤一制备得到的ZIF-8进行热氧敏化改性处理，得到T-ZIF-8；
步骤三，采用偶联剂对步骤二所得的T-ZIF-8进行表面处理，得到T-ZIF-8-G；
步骤四，采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料混合，并加入步骤三所得的T-ZIF-8-G，搅拌混合后进行熔融、挤压出料，得到所述聚丙烯基光催化抗菌母粒。
可选地，步骤一具体为，将可溶性锌盐的无水甲醇溶液与咪唑盐的无水甲醇溶液混合，室温下搅拌、静置、离心洗涤和干燥后，得到所述ZIF-8；
步骤一中，可溶性锌盐的无水甲醇溶液的浓度为0.013-0.015g/mL，咪唑盐的无水甲醇溶液的浓度为0.02-0.04g/mL；可溶性锌盐与咪唑盐的摩尔比为1:6-1:10；
步骤一中，可溶性锌盐为六水合硝酸锌；咪唑盐为2-甲基咪唑。
可选地，步骤一中，搅拌时间为0.5-1.5h，静置时间为10-15h，离心洗涤采用的洗涤剂为无水甲醇，离心洗涤的转速为8000-12000rpm，离心洗涤的次数为2-4次，干燥温度为50-70℃，干燥时间为20-30h。
可选地，步骤二具体为，将步骤一制备得到的ZIF-8在280-330℃的温度下进行热氧敏化改性处理4-8h，得到所述T-ZIF-8。
可选地，步骤三具体为，首先将偶联剂预热，然后配制偶联剂的正己烷溶液，并加入步骤二所得的T-ZIF-8，室温下搅拌、静置、除去上清液后干燥，得到所述T-ZIF-8-G。
可选地，步骤三中，偶联剂的用量为T-ZIF-8用量的0.5-1.5wt％；
偶联剂为铝钛复合偶联剂、硅烷偶联剂中的至少一种。
可选地，步骤三中，预热温度为50-70℃，预热时间为1-3h，搅拌时间为1-2h，静置时间为10-14h，干燥时间为50-70℃，干燥时间为10-14h。
可选地，步骤四中，聚丙烯与熔喷料的质量比为6:1-10:1，以T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量的3-5％为指标投放T-ZIF-8-G；熔融的温度为160-200℃。
本发明还提供了一种聚丙烯基光催化抗菌母粒，所述聚丙烯基光催化抗菌母粒是由如上所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法制备得到。
本发明还提供了一种聚丙烯基光催化抗菌母粒的应用，所述聚丙烯基光催化抗菌母粒应用于制备抗菌口罩过滤层。
有益效果：
本发明的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法采用前处理技术，即分别对制备得到的ZIF-8进行热氧敏化改性处理、表面处理得到改性的光催化材料T-ZIF-8-G，并将T-ZIF-8-G与口罩原材料聚丙烯及其熔喷料通过熔融挤出方式，制备得到高效且持久的聚丙烯基光催化抗菌母粒。与常规的热压法、原位生长法等将抗菌材料通过后处理技术负载到口罩相比，采用本发明上述方法制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒制备抗菌口罩过滤层，可以有效地克服现有技术中抗菌剂易脱落导致抗菌口罩抗菌失活的问题。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。其中：
图1为本发明聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法中所用到的高温管式炉的结构示意图；
图2为本发明实施例1所得样品和纯聚丙烯薄膜对照样品于不同放大倍数下的SEM图，图中，(a)(b)(c)分别为不同放大倍数下对照样品的SEM图，(d)、(e)、(f)分别为不同放大倍数下T-ZIF-8-GP的SEM图；
图3为本发明实施例1所得样品的FT-IR图；
图4为本发明实施例1所得样品的XRD图；
图5为本发明实施例1所得样品的XPS图，图中，(a)(b)(c)表示不同电子结合能下的XPS图；
图6为本发明实施例1所得样品的DSC图；
图7为本发明实施例1所得样品采用金黄色葡萄球菌为菌种检测的抗菌性能图；
图8为本发明实施例1所得样品采用大肠杆菌为菌种检测的抗菌性能图。
图中标号：1-真空压力表；2-开启式管式炉；3-出气阀；4-抽真空箱；5-运输氧气管道开关按钮；6-运行开关；7-主加热运行按钮；8-通气按钮。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
针对现有技术中抗菌剂易脱离进而导致耐久性较差的问题，本发明提供了一种聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，本发明的制备方法采用前处理技术，即分别对制备得到的ZIF-8进行热氧敏化改性处理、表面处理得到改性的光催化材料T-ZIF-8-G，并将T-ZIF-8-G与口罩原材料聚丙烯及其熔喷料通过熔融挤出方式，制备得到高效且持久的聚丙烯基光催化抗菌母粒。与常规的热压法、原位生长法等将抗菌材料通过后处理技术负载到口罩相比，采用本发明上述方法制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒制备抗菌口罩过滤层，可以有效地克服现有技术中抗菌剂易脱离进而导致耐久性较差的问题。
本发明聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一，以可溶性锌盐溶液和咪唑盐溶液为原料，制备得到ZIF-8。
本发明具体实施例中，步骤一具体为，将可溶性锌盐的无水甲醇溶液与咪唑盐的无水甲醇溶液混合，室温下搅拌、静置、离心洗涤和干燥后，得到所述ZIF-8。
步骤一中，可溶性锌盐的无水甲醇溶液的浓度为0.013-0.015g/mL(比如0.013g/mL、0.0135g/mL、0.014g/mL、0.0145g/mL、0.015g/mL以及任意两端点值之间的区间值)，咪唑盐的无水甲醇溶液的浓度为0.02-0.04g/mL(比如0.02g/mL、0.025g/mL、0.03g/mL、0.035g/mL、0.04g/mL以及任意两端点值之间的区间值)；可溶性锌盐与咪唑盐的摩尔比为1:6-1:10(比如1:6、1:7、1:8、1:9、1:10以及任意两端点值之间的区间值)。
步骤一中，可溶性锌盐为六水合硝酸锌；咪唑盐为2-甲基咪唑。
步骤一中，搅拌时间为0.5-1.5h(比如0.5h、1h、1.5h以及任意两端点值之间的区间值)，静置时间为10-15h(比如10h、11h、12h、13h、14h、15h以及任意两端点值之间的区间值)，离心洗涤采用的洗涤剂为无水甲醇，离心洗涤的转速为8000-12000rpm(比如8000rpm、9000rpm、10000rpm、11000rpm、12000rpm以及任意两端点值之间的区间值)，离心洗涤的次数为2-4次(比如2次、3次或4次)，干燥温度为50-70℃(比如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃以及任意两端点值之间的区间值)，干燥时间为20-30h(比如20h、22h、24h、26h、28h、30h以及任意两端点值之间的区间值)。
步骤二，将步骤一制备得到的ZIF-8进行热氧敏化改性处理，得到T-ZIF-8。
本发明具体实施例中，步骤二具体为，将步骤一制备得到的ZIF-8在280-330℃(比如280℃、300℃、330℃以及任意两端点值之间的区间值)的温度下进行热氧敏化改性处理4-8h(比如4h、5h、6h、7h、8h以及任意两端点值之间的区间值)，得到所述T-ZIF-8(此处T表示温度加热，T-ZIF-8表示温度加热后的ZIF-8材料)，具体操作是，将步骤一制备得到的ZIF-8置于瓷舟中，放入高温管式炉中进行热氧敏化改性处理，其中，高温管式炉的结构如图1所示，将装有ZIF-8的瓷舟通过开启式高温管式炉中间的管道由左输送进入，关闭出气阀3和通气按钮8，运行抽真空箱4并观察真空压力表1的压力表示数，当压力表示数为负值，关闭抽真空箱4运行，开启运输氧气管道开关按钮5和通气按钮8，开始输送氧气，当真空压力表1表所示压力为0时，打开出气阀3，使管内温度始终平行于外界大气压，开启运行开关6和主加热运行按钮7运行，调控温度程序，开始热氧敏化改性处理。
需要说明的是，若热氧敏化改性处理的温度过高(高于330℃)，则会使得部分ZIF-8材料失去活性，导致最终形成的抗菌母粒的抗菌性能不佳；若过低(低于280℃)，则不能有效且充分地对ZIF-8材料进行热氧敏化改性处理，也会导致最终形成的抗菌母粒的抗菌性能不佳。
步骤三，采用偶联剂对步骤二所得的T-ZIF-8进行表面处理，得到T-ZIF-8-G(其中G表示偶联剂处理，T-ZIF-8-G表示经过偶联剂处理且加热后的ZIF-8材料)。
本发明具体实施例中，步骤三具体为，首先将偶联剂预热，然后配制偶联剂的正己烷溶液，并加入步骤二所得的T-ZIF-8，室温下搅拌、静置、除去上清液后干燥，得到所述T-ZIF-8-G；其中偶联剂预热的作用是为了活化偶联剂，使其更有效地对T-ZIF-8进行表面改性处理。
步骤三中，偶联剂的用量为T-ZIF-8用量的0.5-1.5wt％(比如0.5wt％、1wt％、1.5wt％以及任意两端点值之间的区间值)；
可选地，偶联剂为铝钛复合偶联剂、硅烷偶联剂中的至少一种，其中，铝钛复合偶联剂可选为OL-AT1618型偶联剂；硅烷偶联剂可选为KH550、KH560、KH570中的至少一种。
步骤三中，预热温度为50-70℃(比如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃以及任意两端点值之间的区间值)，预热时间为1-3h(比如1h、2h、3h以及任意两端点值之间的区间值)，搅拌时间为1-2h(比如1h、2h以及任意两端点值之间的区间值)，静置时间为10-14h，干燥时间为50-70℃(比如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃以及任意两端点值之间的区间值)，干燥时间为10-14h(比如10h、11h、12h、13h、14h以及任意两端点值之间的区间值)。
步骤四，采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料混合，并加入步骤三所得的T-ZIF-8-G，搅拌混合后进行熔融、挤压出料，得到所述聚丙烯基光催化抗菌母粒。其中，熔融具体为，将混合物在双螺杆挤出机下进行熔融4-6min(比如4min、5min、6min以及任意两端点之间的区间值)，挤压出料即得聚丙烯基光催化抗菌母粒。
步骤四中，聚丙烯与熔喷料的质量比为6:1-10:1(6:1、7:1、8:1、9:1、10:1以及任意两端点值之间的区间值)，以T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量4％为指标投放T-ZIF-8-G；熔融的温度为160-200℃(比如160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、190℃、200℃以及任意两端点值之间的区间值)。
需要说明的是，口罩用材料熔喷料指的是制作口罩中间过滤层所使用的熔喷专用料，是一种以高熔融指数的聚丙烯为材料熔喷出的纤维，以聚丙烯为基础原料，采用过氧化物降解，可控流变的方法来改善树脂的流动性及分子量分布。
本发明还提供了一种聚丙烯基光催化抗菌母粒，所述聚丙烯基光催化抗菌母粒是由如上所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法制备得到。
本发明还提出了一种如上所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的应用，所述聚丙烯基光催化抗菌母粒应用于制备口罩用过滤层。
下面通过具体实施例对本发明聚丙烯基光催化抗菌母粒及其制备方法和应用进行详细说明。
实施例1
本实施例聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法包括以下步骤：
a、首先分别配制0.01464g/mL Zn(NO3)2无水甲醇溶液和0.0324g/mL2-甲基咪唑的无水甲醇溶液，并以溶质Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑＝1：8的摩尔比混合室温下磁力搅拌1h，静置12h，用无水甲醇在离心机10000rpm下洗涤3次，置于烘箱中60℃干燥24h，得到ZIF-8。
b、将步骤一所得的ZIF-8置于瓷舟中，在300℃的高温管式炉下热氧敏化改性处理6h，制备得到改性后的样品即T-ZIF-8。
c、采用OL-AT1618型偶联剂对步骤二所得的T-ZIF-8进行表面处理。即，将少量OL-AT1618型偶联剂在60℃下预热2h，预热后，将质量分数为T-ZIF-8用量1％的OL-AT1618型偶联剂固体粉末于适量正己烷溶液中超声震荡15min，加入定量T-ZIF-8，室温下搅拌1h，静置12h，除去上清液后置于60℃烘箱干燥12h，将样品记作T-ZIF-8-G。
d、采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料8:1比例混合，并以T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量4％为指标投放T-ZIF-8-G，三者充分混合并在双螺杆挤出机于170℃下熔融5min，挤压出料，得到聚丙烯基光催化抗菌母粒。
为了更好的研究本实施例制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒的性能，将上述制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒于室温下流动性迅速减弱并冷却至固态，将固态的聚丙烯基光催化抗菌母粒置于不锈钢压片磨具底座，将底座放入烘箱并从常温加热至160℃，趁热取出的同时用冲头施压使熔融态样品成薄膜，该样品记作T-ZIF-8-GP。
同时，设置纯聚丙烯薄膜为对照样品，对照样品即为纯pp，分别对本实施例所得样品和对照样品进行SEM、FT-IR、XRD、XPS、DSC以及抗菌性能进行测试，测试图如图2至图8所示。
如图2所示，为考察复合材料中抗菌剂分散情况，以纯pp为对照表征T-ZIF-8-GP的形貌特征，其中，图a、b、c分别为不同放大倍数下纯pp表观形貌，由图中可看出，纯pp表面较光滑，当电镜放大倍数继续增大，观察到pp膜表面含有部分尺寸较纤细的晶体结构，纯pp表面无微杂质附着。图d、e、f分别为不同放大倍数下T-ZIF-8-GP的微观形貌，由图中可看出抗菌成分较均匀的分散于pp膜上，未出现团聚现象。
如图3所示，以T-ZIF-8为参照对象，在T-ZIF-8-G中，1581cm-1与1668cm-1处出现特征吸收峰，分别对应Ti与-O-C＝O、Al与-O-C＝O的特征峰，因此偶联剂中长碳链羧酸基的引入。根据T-ZIF-8-GP的红外吸收光谱分析，在该红外光谱图上421cm-1处出现2-甲基咪唑与Zn2+配位后产生的Zn-N键伸缩振动点以及2226cm-1处的-N＝C＝O特征峰，这归属于T-ZIF-8特征峰。
如图4所示，T-ZIF-8-P中分别在7.39°、10.43°、12.74°、14.74°、16.47°、18.08°处出现衍射峰，对应T-ZIF-8的(011)、(002)、(112)、(022)、(013)、(222)的晶面反射，说明偶联反应未破坏T-ZIF-8的晶体结构，将T-ZIF-8-G与聚丙烯共混后由于ZIF-8基抗菌剂含量较少，检测中辐射信号减弱，抗菌剂成分未被检测出。
如图5所示，T-ZIF-8-G与T-ZIF-8-GP中均出现OL-AT1618结构中的C-O结合能，同时抗菌剂结构的价态未发生明显变化。
如图6所示，采用DSC检测T-ZIF-8物质的掺杂对口罩用材料聚丙烯结晶性能的影响，由图中可看出，与纯pp相比，T-ZIF-8-GP的结晶度变大，熔融温度未发生较大的变化。
如图7、8所示，分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测T-ZIF-8-GP的抗菌性能，由抗菌结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下15min可将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下30min可将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
实施例2
本实施例聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法包括以下步骤：
a、首先分别配制0.013g/mL Zn(NO3)2无水甲醇溶液和0.02g/mL 2-甲基咪唑的无水甲醇溶液，并以溶质Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑＝1：10的摩尔比混合室温下磁力搅拌1.5h，静置10h，用无水甲醇在离心机8000rpm下洗涤4次，置于烘箱中50℃干燥30h，得到ZIF-8。
b、将步骤一所得的ZIF-8置于瓷舟中，在280℃的高温管式炉下热氧敏化改性处理8h，制备得到改性后的样品即T-ZIF-8。
c、采用硅烷偶联剂对步骤二所得的T-ZIF-8进行表面处理。即，将少量硅烷偶联剂在50℃下预热3h，预热后，将质量分数为T-ZIF-8用量0.5％的硅烷偶联剂固体粉末于适量正己烷溶液中超声震荡15min，加入定量T-ZIF-8，室温下搅拌2h，静置10h，除去上清液后置于50℃烘箱干燥14h，将样品记作T-ZIF-8-G。
d、采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料6:1比例混合，并以T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量3％为指标投放T-ZIF-8-G，三者充分混合并在双螺杆挤出机于160℃下熔融6min，挤压出料，得到聚丙烯基光催化抗菌母粒。
为了更好的研究本实施例制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒的性能，将上述制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒于室温下流动性迅速减弱并冷却至固态，将固态的聚丙烯基光催化抗菌母粒置于不锈钢压片磨具底座，将底座放入烘箱并从常温加热至160℃，趁热取出的同时用冲头施压使熔融态样品成薄膜，该样品记作T-ZIF-8-GP。
分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测本实施例所得T-ZIF-8-GP样品的抗菌性能，检测结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光照射下(氙灯，AM1.5G滤波片)16min可将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下32min可将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
实施例3
本实施例聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法包括以下步骤：
a、首先分别配制0.015g/mL Zn(NO3)2无水甲醇溶液和0.04g/mL 2-甲基咪唑的无水甲醇溶液，并以溶质Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑＝1：6的摩尔比混合室温下磁力搅拌0.5h，静置15h，用无水甲醇在离心机12000rpm下洗涤2次，置于烘箱中70℃干燥20h，得到ZIF-8。
b、将步骤一所得的ZIF-8置于瓷舟中，在330℃的高温管式炉下热氧敏化改性处理4h，制备得到改性后的样品即T-ZIF-8。
c、采用OL-AT1618型偶联剂对步骤二所得的T-ZIF-8进行表面处理。即，将少量OL-AT1618型偶联剂在70℃下预热1h，预热后，将质量分数为T-ZIF-8用量1.5％的OL-AT1618型偶联剂固体粉末于适量正己烷溶液中超声震荡15min，加入定量T-ZIF-8，室温下搅拌1h，静置14h，除去上清液后置于70℃烘箱干燥10h，将样品记作T-ZIF-8-G。
d、采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料10:1比例混合，并以T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量5％为指标投放T-ZIF-8-G，三者充分混合并在双螺杆挤出机于200℃下熔融4min，挤压出料，得到聚丙烯基光催化抗菌母粒。
为了更好的研究本实施例制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒的性能，将上述制备得到的聚丙烯基光催化抗菌母粒于室温下流动性迅速减弱并冷却至固态，将固态的聚丙烯基光催化抗菌母粒置于不锈钢压片磨具底座，将底座放入烘箱并从常温加热至160℃，趁热取出的同时用冲头施压使熔融态样品成薄膜，该样品记作T-ZIF-8-GP。
分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测本实施例所得T-ZIF-8-GP样品的抗菌性能，检测结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下17min可将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下31min可将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，步骤b中热氧敏化改性处理的温度为250℃，其他操作均同于实施例1。
分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测本对比例所得T-ZIF-8-GP样品的抗菌性能，检测结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下25min才将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下42min才将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，步骤b中热氧敏化改性处理的温度为350℃，其他操作均同于实施例1。
分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测本对比例所得T-ZIF-8-GP样品的抗菌性能，检测结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下23min才将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下40min才将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，步骤c中省去了偶联剂的预热操作，其他操作均同于实施例1。
分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测本对比例所得T-ZIF-8-GP样品的抗菌性能，检测结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下27min才将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下44min才将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，步骤d中T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量的2％，其他操作均同于实施例1。
分别采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为菌种检测本对比例所得T-ZIF-8-GP样品的抗菌性能，检测结果显示，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下30min才将金黄色葡萄球菌(CFU＝104)全部杀死，T-ZIF-8-GP在模拟日光(氙灯，AM1.5G滤波片)照射下48min才将大肠杆菌(CFU＝104)全部杀死。
综上，本发明实施例采用前处理技术，即分别对制备得到的ZIF-8进行热氧敏化改性处理、表面处理得到改性的光催化材料T-ZIF-8-G，并将T-ZIF-8-G与口罩原材料聚丙烯及其熔喷料通过熔融挤出方式，合理控制各个步骤的操作条件，制备得到高效且持久的聚丙烯基光催化抗菌母粒。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一，以可溶性锌盐溶液和咪唑盐溶液为原料，制备得到ZIF-8；
步骤二，将步骤一制备得到的ZIF-8进行热氧敏化改性处理，得到T-ZIF-8；
步骤三，采用偶联剂对步骤二所得的T-ZIF-8进行表面处理，得到T-ZIF-8-G；
步骤四，采用口罩用材料基质聚丙烯与熔喷料混合，并加入步骤三所得的T-ZIF-8-G，搅拌混合后进行熔融、挤压出料，得到所述聚丙烯基光催化抗菌母粒。
2.如权利要求1所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤一具体为，将可溶性锌盐的无水甲醇溶液与咪唑盐的无水甲醇溶液混合，室温下搅拌、静置、离心洗涤和干燥后，得到所述ZIF-8；
步骤一中，可溶性锌盐的无水甲醇溶液的浓度为0.013-0.015g/mL，咪唑盐的无水甲醇溶液的浓度为0.02-0.04g/mL；可溶性锌盐与咪唑盐的摩尔比为1:6-1:10；
步骤一中，可溶性锌盐为六水合硝酸锌；咪唑盐为2-甲基咪唑。
3.如权利要求2所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤一中，搅拌时间为0.5-1.5h，静置时间为10-15h，离心洗涤采用的洗涤剂为无水甲醇，离心洗涤的转速为8000-12000rpm，离心洗涤的次数为2-4次，干燥温度为50-70℃，干燥时间为20-30h。
4.如权利要求1所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤二具体为，将步骤一制备得到的ZIF-8在280-330℃的温度下进行热氧敏化改性处理4-8h，得到所述T-ZIF-8。
5.如权利要求1所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤三具体为，首先将偶联剂预热，然后配制偶联剂的正己烷溶液，并加入步骤二所得的T-ZIF-8，室温下搅拌、静置、除去上清液后干燥，得到所述T-ZIF-8-G。
6.如权利要求5所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤三中，偶联剂的用量为T-ZIF-8用量的0.5-1.5wt％；
偶联剂为铝钛复合偶联剂、硅烷偶联剂中的至少一种。
7.如权利要求5所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤三中，预热温度为50-70℃，预热时间为1-3h，搅拌时间为1-2h，静置时间为10-14h，干燥时间为50-70℃，干燥时间为10-14h。
8.如权利要求1所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法，其特征在于，步骤四中，聚丙烯与熔喷料的质量比为6:1-10:1，以T-ZIF-8占聚丙烯与熔喷料总质量的3-5％为指标投放T-ZIF-8-G；熔融的温度为160-200℃。
9.一种聚丙烯基光催化抗菌母粒，其特征在于，所述聚丙烯基光催化抗菌母粒是由如权利要求1-8中任一项所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的制备方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的聚丙烯基光催化抗菌母粒的应用，其特征在于，所述聚丙烯基光催化抗菌母粒应用于制备抗菌口罩过滤层。
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