CN115676134A - 一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于保鲜技术领域，涉及一种g‑C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品，在保鲜过程中形成密闭保鲜微环境的应用，所述g‑C3N4基保鲜塑料制品由g‑C3N4材料和塑料基材共混熔融制成，所述塑料制品用于果蔬、肉类、预制菜或半成品食品保鲜。本发明将g‑C3N4基保鲜塑料制品应用于食品保鲜中，不仅工艺简单，还具有优异的保鲜能力，具体为对水汽、O2、CO2等气体同时具有高阻隔性；对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有高抗菌性；能够分解乙烯等熟成气体；高抗菌高阻隔的气调保鲜塑料制品能够适应不同的保鲜环境，在冷冻(≤‑11℃)、冷藏(0‑10℃)、常温、无光等环境中均有较好的保鲜效果，从而可实现对于食品的有效保鲜，延长保鲜时长。
Description
技术领域
本发明涉及保鲜技术领域，属于涉及一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用。
背景技术
保鲜技术是食品生产领域的核心技术，有效的保鲜技术能极大提高食品安全，降低食物浪费。随着农业现代化发展，农产品生产逐步进入高质量、高标准发展阶段，对果蔬和肉类进行标准化包装也就成为了现实需求，其中具备延长保鲜期的功能性包装也就成了包装发展的主要方向之一。保鲜的目标是延长果蔬的保存期：从外观上需要保证果蔬的外观不发生大的变化，对水分有好的保持作用，延缓比如绿色菜枯萎等；触感上不发生明显改变，比如延缓香蕉、猕猴桃快速变软；微观上则是防止细菌快速增生，造成细菌滋生腐败等。
当前保鲜技术种类众多，包材中的保鲜技术大致分抑制呼吸和抗菌两个主要内容，在抑制呼吸方向上，主要有以下方式：(1)通过化学吸收剂除去氧气、二氧化碳、乙烯、水、异味等。比如，通过降低大米保存过程中的水分和氧气，使得大米处于抑制呼吸状态，同时由于水分含量低，很难滋生出细菌，从而延长保鲜期；比如通过吸收香蕉成熟过程中的熟成气体乙烯，延长香蕉的成熟时间。(2)通过释放剂向包装里面释放某些成分，如二氧化碳、抗氧化剂、防腐剂等等。其中，最常见的是二氧化碳和氮气，通过向果蔬包装内充二氧化碳，使果蔬处于抑制呼吸状态，从而降低消耗，延长保鲜期；通过向肉类包装内充氮气，降低肉类脂肪和血红蛋白的氧化速度和细菌的滋生速度等等。(3)物理上的抽真空技术，通过去除空气，使果蔬处于呼吸作用受抑制状态。(4)近年来兴起的分子筛技术包材，通过调节包材内外的气体分子扩散速率来实现在某种温度下包材内部气体成分比例的动态平衡，其中包材内部气体成分的可以对果蔬呼吸作用构成较好的抑制作用。(5)抽真空技术，通过去除空气，使果蔬处于呼吸作用受抑制状态，同时要求包材具备良好的阻隔特性。
在包材的抗菌方向，则主要通过添加抗菌剂完成，根据抗菌剂的种类不同，大概分为以下几种：(1)添加纳米金属银离子、铜离子等金属离子型抗菌剂，通过接触使细菌失活，使DNA无法复制进行抗菌，随着银离子不断扩散，浓度下降，抗菌效率将显著下降，无法进行长效抗菌；(2)添加壳聚糖、多肽等有机抗菌剂，抗菌剂本身难以长期保存；(3)二氧化氯等化学性气体或液体抗菌剂，通过二氧化氯的挥发实现在空气或水体中实现抗菌，通常带有轻微的异味感，过量使用有食品安全隐患；(4)二氧化钛等光催化材料，在光照条件下实现抗菌，且由于高效纳米二氧化钛光催化剂中存在牺牲剂，在牺牲剂消耗完后，将性能迅速下降，无法长效抗菌，且纳米二氧化钛已被欧盟纳入疑似致癌物质清单，将在未来几年退出欧盟的食品、化妆品等市场。
现在的保鲜膜保鲜袋产品是实现保鲜的方式包括以下几种：(1)普通PE材料的保鲜膜保鲜袋：物理区隔作用，防止不同食物之间串味，外部细菌须通过保鲜袋的缝隙才能进入保鲜袋内部，但本身PE材质本身没有抗菌特性，对保鲜袋内部细菌滋生无抑制效果；(2)加入纳米银离子等金属抗菌材料的保鲜袋：保鲜袋内壁的银离子抗菌层会将接触面的细菌有效抑制，从而对保鲜袋内食物进行保鲜；(3)使用壳聚糖等有机抗菌剂的保鲜袋：保鲜袋内壁的壳聚糖抗菌层会将接触面的细菌有效抑制，从而对保鲜袋内食物进行保鲜；(4)在保鲜袋内放二氧化氯抗菌剂的保鲜袋：通过挥发的二氧化氯气体进行抗菌，但可能给食物带来异味感；(5)使用分子筛技术的保鲜袋(往PE等塑料中添加沸石等多孔结构材料)，可以实现冷藏温度下，保鲜袋内部的高二氧化碳浓度和低氧气浓度的平衡，从而使果蔬处于休眠状态；(6)通过往保鲜袋内充氮气或二氧化碳气体，抑制呼吸作用来进行保鲜，可充气的保鲜袋需对所充气体有好的阻隔特性，须选用专门的材质；(7)通过给保鲜袋抽真空，抑制呼吸作用来进行保鲜，抽真空保鲜袋需要有较好的阻隔特性，须加厚或使用阻隔性高的材质；(8)通过在保鲜袋内放置乙烯吸收剂，吸收果蔬的熟成气体乙烯来延长果蔬的保鲜周期；(9)通过在保鲜袋内壁涂覆纳米二氧化钛光催化涂层，从而获得光照条件下的抗菌能力和分解乙烯的能力；(10)通过对PE等塑料进行改良，加强其阻隔性，使得水分较难通过保鲜袋，保证保鲜袋内的高湿度，来避免果蔬因为失水而枯萎。
当前的保鲜膜保鲜袋，一般是采用了上述的单个或者多个技术方案，来实现对于果蔬、肉类等食品的保鲜。当使用单一技术时，保鲜膜保鲜袋成本较低，工艺简单，但较难实现好的保鲜效果；当同时集成其中的多个技术方案时，技术实现就变得较为复杂，成本较高，且多个技术组合的时候对于环境的要求就较高。
现有的保鲜塑料制品尚存在一些缺点，如：(1)普通保鲜膜性能：只有物理隔离能力，没有真正的保鲜性能。(2)加强阻隔特性的保鲜膜保鲜袋性能：因其不具备抗菌性能，呼吸作用带来的水分反而利于细菌繁殖，故只适合存放大米、坚果等食品，且需配合干燥剂使用，不具备针对果蔬、肉类的保鲜性能。(3)添加了纳米银离子等抗菌剂的保鲜膜性能：可有效降低保鲜膜内细菌繁殖速度，但不具备延缓蔬菜水果成熟度的性能，保水能力一般。(4)抽真空的保鲜膜保鲜袋性能：新鲜果蔬在真空环境下容易进行无氧呼吸，生产乳酸等物质，可通过真空环境抑制有氧细菌繁殖，较适合熟食和肉类的短期保存，不适合新鲜果蔬。(5)充气的保鲜膜保鲜袋性能：常用于鸭脖、车厘子等的保鲜，能够有效抑制呼吸作用和有氧细菌的繁殖，但对无氧细菌无能为力(如大肠杆菌就可在低氧环境下进行无氧呼吸)，主要针对肉类和表皮较厚的水果，成本较高，操作较为复杂，有一定的短期保鲜能力。(6)二氧化钛纳米涂层保鲜膜性能：二氧化钛纳米涂层需要在可见光甚至紫外光下才能产生相应性能，应用环境较为苛刻，有一定的保鲜效果。(7)分子筛技术保鲜膜性能：成本高，适合新鲜果蔬的冷库保鲜，由于分子筛技术保鲜需要在冷藏温度下实现保鲜袋内的气体平衡，在温度发生骤变时，气体平衡会被打破，出现保鲜效果大幅度失效的情况，使得该保鲜膜对于环境温度稳定性有较高要求，难以适应真实冷链和普通物流条件下会遇到的多次温度骤变。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品，在果蔬保鲜过程中形成密闭保鲜微环境的应用。本发明提供的塑料制品可同时具备高阻隔性、高抗菌性，并可分解乙烯等熟成气体，可应用于食品保鲜中。
本发明所述塑料制品由g-C3N4材料和塑料基材共混熔融制成，所述g-C3N4材料的颗粒直径为0.5-15微米，所述塑料制品用于果蔬、肉类、预制菜或半成品食品保鲜。将g-C3N4基保鲜塑料制品应用于食品保鲜中，不仅工艺简单，还具有优异的保鲜能力，具体为对水汽、O2、CO2等气体同时具有高阻隔性；对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有高抗菌性；能够分解乙烯等熟成气体；塑料制品的高抗菌、高阻隔和气调功能，形成密闭保鲜微环境，可适用于在多重环境下使用，在冷冻(≤-18℃)、冷藏(0-10℃)、常温、无光等环境中均有较好的保鲜效果，从而可实现对于食品的有效保鲜，延长保鲜时长。
作为本公开的一种优选技术方案，所述塑料制品在冷冻(≤-18℃)、冷藏(0-10℃)、室温或无光的环境下均适用。
作为本公开的一种优选技术方案，所述塑料制品可叠加抽真空、充惰性气体、预杀菌中的一种或多种。
作为本公开的一种优选技术方案，所述g-C3N4材料包括g-C3N4和以g-C3N4为基材的g-C3N4复合物，掺杂g-C3N4的掺杂元素包括非金属元素、碱金属、碱土金属、主族金属、过渡金属、卤族元素和镧系元素中的一种或多种。
作为本公开的一种优选技术方案，所述以g-C3N4为基材的g-C3N4复合物包括TiO2/g-C3N4、聚苯胺/g-C3N4、石墨烯/g-C3N4、GO/g-C3N4、SiO2/g-C3N4、BiOCl/g-C3N4、Fe3O4/g-C3N4、ZnO/g-C3N4中的一种或多种。
作为本公开的一种优选技术方案，所述塑料基材包括PET、PE、PP、PS中的一种或多种。
作为本公开的一种优选技术方案，所述g-C3N4材料和PET的质量比为0.5-1.5:100，所述g-C3N4材料和PE的质量比为0.2-1:100，g-C3N4材料和PP的质量比为0.5-1:100，g-C3N4材料和PS的质量比为0.1-1:100。
作为本公开的一种优选技术方案，所述g-C3N4材料和PET的质量比为0.5-1.5:100，所述g-C3N4材料和PE的质量比为0.2-1:100，g-C3N4材料和PP的质量比为0.5-1:100，g-C3N4材料和PS的质量比为0.1-1:100。
作为本公开的一种优选技术方案，所述塑料制品为膜、袋、盒、瓶中的任意一种。
本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明提供了一种g-C3N4基保鲜塑料制品，将g-C3N4材料与塑料基材相结合制备形成的保鲜塑料制品，不仅工艺简单，还具有优异的保鲜能力，具体为对水汽、O2、CO2等气体同时具有高阻隔性；对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有高抗菌性；能够分解乙烯等熟成气体；环境适应性强，在冷冻、冷藏、常温、无光等环境中均有较好的保鲜效果，从而可实现对于食品的有效保鲜，延长保鲜时长。此外，本发明的提供的g-C3N4基保鲜塑料制品应用范围广，适用于包括果蔬、肉类、预制菜、半成品食品在内的多种食品。
附图说明
图1为实施例7荔枝冷藏环境下的保鲜效果；
图2为实施例7荔枝常温环境下的保鲜效果；
图3为实施例8大枣冷藏环境下的保鲜效果；
图4为实施例9猪肉冷藏环境下的保鲜效果。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供了一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，该塑料制品由g-C3N4材料和塑料基材共混熔融制成，首先采用气流破碎对g-C3N4粉体材料进行预处理，气流破碎参数：进料速度为80-140kg/h，主轴转速3000-6000r/min,空气耗量8-10m3/min,工作压力0.7-0.8MPa，得到颗粒直径为500纳米-15微米的预处理g-C3N4粉体材料。然后预处理g-C3N4粉体材料和塑料基材按照一定的比例进行共混加热熔融处理，使g-C3N4材料和塑料基材充分混合均匀，最后利用吹塑、注塑、吸塑等成型工艺，制备得到g-C3N4保鲜塑料制品。
预处理工艺是g-C3N4粉体材料形成高抗菌塑料制品的关键前提。传统意义上，很多抗菌剂在加入到塑料制备工艺过程中后，由于塑料对抗菌剂的包覆或者包裹作用，会导致加入的催化剂无法暴露在塑料表面，从而造成对应制备出来的抗菌塑料的抗菌性能能大幅降低甚至消失。本发明中通过预处理可降低g-C3N4粉体材料的层数，降低材料颗粒尺寸，减少团聚和堆叠，进而使材料更为细腻，后续与塑料基材混合成型时可使塑料制品的外观品相无颗粒感，表面顺滑。更为重要的是，通过预处理降低g-C3N4粉体尺寸，可提高其分散性，促使其在塑料表面分散更为均匀。值得注意的是，本发明选取的是g-C3N4的粉体材料，是因为分散液呈现液体状态不适合加入塑料中进行共混熔融，极有可能影响塑料的制备工艺，而粉体材料可避免上述缺点。
本发明采用气流破碎技术对g-C3N4粉体材料进行预处理，并且可进行大规模预处理，其工作原理：气流破碎机与旋风分离器、除尘器、引风机组成一整套粉碎系统。压缩空气经过滤干燥后，通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入破碎腔，在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、磨擦、剪切而破碎，破碎后的物料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区，在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下，使粗细物料分离，符合粒度要求的细颗粒通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集，粗颗粒下降至破碎区继续破碎。相比于酸化、超声、球磨等预处理技术，气流破碎技术具有步骤简单、处理周期短、可保证g-C3N4粉体材料尺寸等优点。
本发明以g-C3N4粉体材料和塑料基材为原料，其中g-C3N4粉体材料包括g-C3N4和以g-C3N4为基材的g-C3N4复合物，掺杂g-C3N4的掺杂元素包括非金属元素、碱金属、碱土金属、主族金属、过渡金属、卤族元素和镧系元素中的一种或多种。其中非金属元素包括硼、硅、碳、磷、氮、氧、硫；碱金属包括锂、钠、钾、铷和铯；碱土金属包括铍、镁、钙、锶和钡；主族金属包括铝、镓和铟；过渡金属包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂和金；卤族元素包括氟、氯、溴和碘；镧系元素包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。复合g-C3N4包括TiO2/g-C3N4、聚苯胺/g-C3N4、石墨烯/g-C3N4、GO/g-C3N4、SiO2/g-C3N4、BiOCl/g-C3N4、Fe3O4/g-C3N4、ZnO/g-C3N4等中的一种或多种；塑料基材包括聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的任意一种。
本发明中预处理的g-C3N4粉体材料与热塑性塑料的质量比根据热塑性塑料的不同而具有不同的质量比范围，主要因为g-C3N4二维材料的结构特征使其在不同的塑料基材中会具有不同的相互作用。
本发明中采用的g-C3N4材料其制备原料价格便宜，制备工艺过程简单，无需任何特殊处理工艺，十分适合工艺生产，具有较高的经济价值和实用价值。
本发明提供了一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，该g-C3N4保鲜塑料制品可用于果蔬、肉类、预制菜或半成品食品保鲜中，优选为果蔬。将g-C3N4材料与塑料基材结合制成的保鲜塑料制品，可装入果蔬类产品后，可形成密闭微环境，并具有高阻隔性、高抗菌性以及优异的乙烯分解性能，其保鲜机制如下：
(1)密闭微环境：果蔬类产品在装入保鲜塑料制品后，可进行适当密封，如将袋口扎好，在保鲜袋保鲜膜内部构成一个有一定密封性的微环境；将足量该种改性塑料放入有一定密封性的空间时，也能起到一样的效果，如保鲜盒、冰箱等；适当排出保鲜袋保鲜膜中的空气，可以有效降低氧气总量，强化微环境的保鲜效果。
(2)高阻隔性：普通PE保鲜膜氧气透过率为16965.24cm3/m2·24h·0.1MPa，透湿量为9.489g/m2·24h，与普通PE保鲜膜对比，g-C3N4保鲜塑料膜氧气透过率为4502.72cm3/m2.24h.0.1MPa，透湿量为0.471g/m2.24h，g-C3N4保鲜塑料膜的气体(水汽和氧气)透过率远低于普通PE保鲜膜，气体阻隔性得到大幅度增强。塑料树脂均是由不同分子链结构进行有规或无规排列组成的材料，由于塑料种类的不同，在分子链之间形成的微观孔道大小分布也有区别。而g-C3N4材料为二维层状结构，在塑料中呈现片层状分布，这样的片层结构对塑料体相和表面的气体通道会形成封堵作用，可增加塑料(尤其是膜制品)的氧气和水汽的阻隔性等性能。由于该保鲜塑料制品的高阻隔性，会将果蔬呼吸作用生成的二氧化碳和水分(同时消耗氧气)，以及由于果蔬蒸腾作用产生的水分，逐渐在保鲜膜保鲜袋中汇集，逐渐形成一个高二氧化碳、低氧气、高湿度的微环境。这个微环境会使得果蔬的呼吸作用受到抑制，同时由于高湿度环境有利于果蔬保水，大大降低了果蔬因水分流失而造成的枯萎现象。
(3)高抗菌性：普通PE保鲜膜对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等不具有抗菌性，抗菌率为0，g-C3N4保鲜塑料膜对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有高抗菌性，抗菌率大于99.999％，并且不同于传统的g-C3N4光催化抗菌机理，将g-C3N4材料加入到塑料中时，发现改性后的材料可以吸收空气中的热辐射，从而摆脱对于光照环境的依赖。g-C3N4保鲜塑料制品在无光照条件下，产生新的物理和化学抗菌机理，三者协同抗菌，可大大增强抗菌效果。具体而言，g-C3N4二维纳米片在热辐射下发生非常轻微的物理振动，逐渐破坏细菌细胞结构(石墨烯也存在该机理)，氧化活性物质能迅速扩散到细胞内外，并通过氧化还原反应破坏细胞结构，最终导致细菌细胞死亡。由于该保鲜膜保鲜袋的高抗菌性，能够有效抑制保鲜塑料制品内部细菌的增长，即使湿度较高甚至到达饱和状态的情况下，也能在较长时间内避免果蔬长霉菌或者水烂。
(4)优异的乙烯分解性能：普通PE保鲜膜对于乙烯等熟成气体无抑制分解作用，g-C3N4保鲜塑料膜对于乙烯等熟成气体分解率可达79.5％，具有优异的分解性能，其分解作用源于g-C3N4在热辐射的作用下(无需外加设备，自然界中存在的辐射能量即可)，加入到塑料中且露出在空气中的g-C3N4同样可以生成具有氧化功能的活性物质，通过氧化还原反应，导致细菌细胞结构的分解和氧化，最后导致细胞死亡。这些具备氧化功能的活性物质在保鲜这个应用场景下也可以将乙烯等熟成气体分解为二氧化碳和水，从而延缓果蔬的成熟速度。由于该保鲜塑料制品的高抗菌性，能够有效抑制保鲜袋保鲜膜内部细菌的增长，即使湿度较高甚至到达饱和状态的情况下，也能在较长时间内避免果蔬长霉菌或者水烂。
本发明提供的g-C3N4保鲜塑料制品适用于冷冻(≤-18℃)、冷藏(0-10℃)、室温或无光的环境，其原因是加入g-C3N4的保鲜膜保鲜袋是基于高阻隔性下的呼吸作用和对乙烯等熟成气体的分解作用完成气调，不受温度的影响。同时g-C3N4保鲜塑料制品依靠光催化反应、热辐射能催化抗菌以及物理抗菌机理，突破了g-C3N4只能在光照作用下产生抗菌效果的条件限制，并且g-C3N4抗菌塑料制品在无光条件下具有的抗菌效果与有光效果相当，高达99.9％，促使g-C3N4保鲜塑料制品应用领域得到了极大的拓展，并且完全满足更加温和的应用场景，例如在地下室、避光环境等条件下，g-C3N4保鲜塑料制品仍然具有高抗菌特性。
在具体的保鲜塑料制品的实际应用中，还可以针对不同应用需求选择性的叠加使用抽真空、充惰性气体、预杀菌中的一种或多种，从而进一步提高保鲜效果。
为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种基于多重抗菌机理的g-C3N4高抗菌塑料制品进行具体描述。
实施例1
(1)采用气流破碎对g-C3N4粉体材料进行预处理，气流破碎参数：进料速度为80-140kg/h，主轴转速3000-6000r/min,空气耗量8-10m3/min,工作压力0.7-0.8MPa，得到颗粒直径为500纳米-15微米的预处理g-C3N4粉体材料；
(2)分别称取0.5质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PE，将两者搅拌均匀，在130-195℃下进行加热熔融混合，吹膜制备出g-C3N4保鲜膜。
根据国家标准《GB/T 31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》分别检测g-C3N4保鲜膜和未加入g-C3N4材料的普通保鲜膜的抗菌效果，并检测两者的乙烯分解率、氧气透过率、透湿量、断裂伸长率以及拉伸强度，如表1所示：
表1 g-C3N4保鲜膜和普通保鲜膜的性能参数比较
| 性能参数 | 普通保鲜膜 | g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>保鲜膜 |
| 大肠杆菌抗菌率(％) | 0 | ＞99.999 |
| 金黄色葡萄球菌抗菌率(％) | 0 | ＞99.999 |
| 乙烯分解率(％) | 0 | 79.5 |
| 氧气透过率(cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>·24h·0.1MPa) | 16965.24 | 4502.72 |
| 透湿量(g/m<sup>2</sup>·24h) | 9.489 | 0.471 |
| 断裂伸长率(％) | 120 | 290 |
| 拉伸强度(MPa) | 10 | 20 |
由表1可知，g-C3N4保鲜膜抗菌率高达99.999％，同时可将乙烯等熟成气体分解为二氧化碳和水，从而延缓果蔬的成熟速度，而普通保鲜膜不具有乙烯分解功能和抗菌功能；普通保鲜膜的气体透过率是g-C3N4保鲜膜的2倍以上，g-C3N4保鲜膜的氧气透过率和透湿量显著降低，说明g-C3N4保鲜膜气体阻隔性增强，且对于拉伸性能也有2倍以上的增强。
实施例2
仅改变预处理的g-C3N4粉体的颗粒直径，其余制备条件同实施例1。
分别设置预处理的g-C3N4粉体的颗粒直径为0.1-0.4微米、0.5-1微米、7-9微米、11-13微米以及13-15微米、16-18微米，分别得到1号-6号PE保鲜膜。
按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，比较本发明制备的1-6号PE保鲜膜的保鲜效果，如表2所示：
表2 不同颗粒直径的g-C3N4保鲜塑料制品的保鲜效果
由表2可知，颗粒直径为0.5-15微米时，制得的g-C3N4保鲜塑料制品的抗菌特性、阻隔性以及乙烯分解功能较好，且当颗粒直径为1-13微米时，g-C3N4保鲜塑料制品可同时满足高抗菌性、高阻隔性以及优异的乙烯分解作用，为最优质量比。g-C3N4粉末材料的存在形式是二维片层结构堆叠而成的球体和微米级纳米片同时存在，经共混熔融过程后，该材料呈层状状态，颗粒直径过大或者过小均会影响其分散性，导致g-C3N4在热塑性塑料表面发生团聚或堆叠，进而难以暴露其活性位点，影响其抗菌效果；从微观角度来说，塑料树脂均是由不同分子链结构进行有规或无规排列组成的材料，由于塑料种类的不同，在分子链之间形成的微观孔道大小分布也有区别。而g-C3N4材料为二维层状结构，在塑料中呈现片层状分布，这样的片层结构对塑料体相和表面的气体通道会形成封堵作用，可提升保鲜塑料制品的氧气和水汽的阻隔性等性能，对于孔道封堵来说，颗粒尺寸越大，封堵效果越好，但是颗粒尺寸过大或过小，都会因为分散性和团聚现象，造成阻隔性变差。
实施例3
加入g-C3N4的PE保鲜膜
A、不同g-C3N4质量比的PE保鲜塑料制品的保鲜效果
仅改变预处理g-C3N4粉体材料与PE的质量比，其余制备条件同实施例1。
设置0.5质量份g-C3N4粉体材料与100质量份的PE，得到1号PE保鲜膜；0.1质量份g-C3N4粉体材料与100质量份的PE，得到7号PE保鲜膜；设置0.2质量份g-C3N4粉体材料与100质量份的PE，得到8号PE保鲜膜；1质量份g-C3N4粉体材料与100质量份的PE，得到9号PE保鲜膜；1.2质量份g-C3N4粉体材料与100质量份的PE，得到10号PE保鲜膜。
按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，分别检测6丝普通保鲜膜和本发明制备的1、7、8、9、10号PE保鲜膜的保鲜效果，如表3所示：
表3 不同g-C3N4质量比的PE保鲜塑料制品的保鲜效果
由表3可知，通过将加入g-C3N4材料的保鲜膜与现有的普通保鲜膜的保鲜效果进行比较，结果证实本发明技术方案制备的PE塑料制品具有更高的保鲜效果。同时通过将不同g-C3N4质量比的PE塑料制品进行比较，结果发现，虽然g-C3N4材料的加入会提高塑料制品的保鲜效果，但并不是传统意义上的g-C3N4材料的加入量越多越好，塑料制品的保鲜效果随着g-C3N4加入质量的增加呈现先上升后下降的趋势，当g-C3N4材料与PE塑料的添加比例范围为0.2-1:100时，可满足高抗菌性、高阻隔性和优异的乙烯分解作用，其中当g-C3N4材料与PE塑料的质量比为0.5:100时制得的塑料制品的保鲜效果最高，为最优质量比。当g-C3N4粉末材料加入量为0.5质量份时，可使g-C3N4在PE材质表面较好的分散，并且分布均匀，活性位点充分暴露出来，有利于抗菌过程的高效进行；质量比会影响保鲜塑料制品的阻隔性和乙烯分解作用，质量比过高即g-C3N4材料的加入量过多，会引起材料的堆叠团聚，无法有效分散，阻隔性和乙烯分解作用受到影响降低；质量比过低即g-C3N4材料的加入量过少，效果无法达到，阻隔性和乙烯分解作用不足，无法到达高阻隔和乙烯分解功能。
B、不同共混加热熔融温度的PE塑料制品的保鲜效果
仅改变共混加热熔融的温度，其余制备条件同实施例1。
共混加热熔融的温度分别设置110℃、130℃、150℃、170℃、195℃和220℃，分别制得11号-16号PE保鲜膜。
按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，分别检测本发明制备的11号-16号PE保鲜膜的保鲜效果，如表4所示：
表4 不同共混加热熔融温度的PE塑料制品的保鲜效果
由表4可知，当共混加热熔融温度为130-195℃时制得的PE塑料制品的抗菌效果最好。在130-195℃PE塑料树脂处于完全熔融状态，与g-C3N4可以充分的混合，温度过低，塑料处于半熔融或未熔融，无法与g-C3N4充分结合，因此抗菌效果受到影响，温度过高，塑料的流动性过大，反而g-C3N4出现团聚堆叠现象，并且不利于成型加工。
实施例4
g-C3N4的PP塑料制品
A、不同g-C3N4质量比的PP塑料制品的保鲜效果
(1)将g-C3N4粉体材料进行预处理，得到颗粒直径为0.5-15微米的预处理g-C3N4粉体材料；
(2)分别称取一定质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PP，将两者搅拌均匀，在120-185℃下进行加热熔融混合，吹膜制备出厚度为6丝的包装袋。
g-C3N4粉末材料与PP不同质量比分别设置为0.3:100、0.5:100、0.7:100、1:100和1.2:100，分别得到1号-5号PP包装袋。
按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，分别检测6丝普通包装袋和本发明制备的1号-5号PP包装袋的保鲜效果，如表5所示：
表5 不同g-C3N4质量比的PP塑料制品的保鲜效果
由表5可知，通过将加入g-C3N4材料的保鲜膜与现有的普通包装袋的保鲜膜进行比较，结果证实本发明技术方案制备的PP塑料制品具有更高的保鲜效果。同时通过将不同g-C3N4质量比的PP塑料制品进行比较，结果发现，PP塑料制品的保鲜效果随着g-C3N4加入质量的增加呈现先上升后下降的趋势，g-C3N4材料与PP塑料的添加比例范围为0.5-1:100时，可满足高抗菌性、高阻隔性和优异的乙烯分级作用，其中当g-C3N4材料与PP塑料的质量比为1：100时制得的PP塑料制品的保鲜效果最高，为最优质量比。当g-C3N4粉末材料加入量为1质量份时，可使g-C3N4在PP材质表面较好的分散，并且分布均匀，活性位点充分暴露出来，有利于抗菌过程的高效进行；质量比会影响保鲜塑料制品的阻隔性和乙烯分解作用，质量比过高即g-C3N4材料的加入量过多，会引起材料的堆叠团聚，无法有效分散，阻隔性和乙烯分解作用受到影响降低；质量比过低即g-C3N4材料的加入量过少，效果无法达到，阻隔性和乙烯分解作用不足，无法到达高阻隔和乙烯分解功能。
B、不同共混加热熔融温度的PP塑料制品的保鲜效果
(1)将g-C3N4粉体材料进行预处理，得到颗粒直径为0.02-17微米的预处理g-C3N4粉体材料；
(2)分别称取1质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PP，将两者搅拌均匀，共混加热熔融，吹膜制备出厚度为6丝的包装袋。
共混加热熔融的温度分别设置100℃、120℃、140℃、165℃、185℃、200℃，分别制得6号-11号PP包装袋。
按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，分别检测本发明制备的6号-11号包装袋的保鲜效果，如表6所示：
表6 不同共混加热熔融温度的PP塑料制品的保鲜效果
由表6可知，当共混加热熔融温度为140-185℃时制得的PP塑料制品的保鲜效果最好。在140-185℃PP塑料树脂处于完全熔融状态，与g-C3N4可以充分的混合，温度过低，塑料处于半熔融或未熔融，无法与g-C3N4充分结合，因此保鲜效果受到影响，温度过高，塑料的流动性过大，反而g-C3N4出现团聚堆叠现象，并且不利于成型加工。
实施例5
g-C3N4的PS塑料制品
将g-C3N4粉体材料进行预处理，得到颗粒直径为0.02-17微米，最优直径为0.5-15微米的预处理g-C3N4粉体材料；分别称取一定质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PS，将两者搅拌均匀，在120-185℃下进行加热熔融混合，制备PS片材。g-C3N4粉末材料与PS不同质量比分别设置为0.05:100、0.1:100、0.5:100、1:100和1.2:100，分别得到1号-5号PS片材。按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，分别检测6丝普通包装袋和本发明制备的1号-5号PS片材的保鲜效果。
制备过程同上述方法，g-C3N4粉末材料与PS的质量比为1:100，改变共混熔融温度，分别设置100℃、130℃、160℃、190℃、210℃、230℃，分别制得6号-11号PS片材。
通过比较，得出PS塑料制品的保鲜效果随着g-C3N4加入质量的增加呈现先上升后下降的趋势，g-C3N4材料与PS塑料的添加比例范围为0.1-1:100时，可满足高抗菌性、高阻隔性和优异的乙烯分解作用，其中当g-C3N4材料与PS的质量比为1：100时制得的PS塑料制品的保鲜效果最高，为最优质量比。当共混加热熔融温度为160-210℃时制得的PS塑料制品的保鲜效果最好。在160-210℃PS塑料树脂处于完全熔融状态，与g-C3N4可以充分的混合，温度过低，塑料处于半熔融或未熔融，无法与g-C3N4充分结合，因此保鲜效果受到影响，温度过高，塑料的流动性过大，反而g-C3N4出现团聚堆叠现象，并且不利于成型加工。
实施例6
g-C3N4的PET塑料制品
将g-C3N4粉体材料进行预处理，得到颗粒直径为0.02-17微米，最优直径为0.5-15微米的预处理g-C3N4粉体材料；分别称取一定质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PET，将两者搅拌均匀，在200-250℃下进行加热熔融混合，制备PET片材。g-C3N4粉末材料与PET不同质量比分别设置为0.05:100、0.2:100、0.5:100、1:100、1.5:100和1.7:100，分别得到1号-6号PET片材。按照国家标准《GB/T31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法》进行抗菌测试，检测氧气透过率和透湿量以评估阻隔性，然后检测乙烯分解率，分别检测6丝普通包装袋和本发明制备的1号-6号PET片材的保鲜效果。
制备过程同上述方法，g-C3N4粉末材料与PET的质量比为1:100，改变共混熔融温度，分别设置185℃、200℃、215℃、235℃、250℃、265℃，分别制得7号-12号PET片材。
通过比较，得出PET塑料制品的保鲜效果随着g-C3N4加入质量的增加呈现先上升后下降的趋势，g-C3N4材料与PET塑料的添加比例范围为0.5-1.5:100时，可满足高抗菌性、高阻隔性和优异的乙烯分级作用，其中当g-C3N4材料与PET塑料的质量比为1.5：100时制得的PET塑料制品的保鲜效果最高，为最优质量比。当共混加热熔融温度为160-210℃时制得的PET塑料制品的保鲜效果最好。在200-250℃PET塑料树脂处于完全熔融状态，与g-C3N4可以充分的混合，温度过低，塑料处于半熔融或未熔融，无法与g-C3N4充分结合，因此保鲜效果受到影响，温度过高，塑料的流动性过大，反而g-C3N4出现团聚堆叠现象，并且不利于成型加工。
实施例7
荔枝保鲜案例
制备方法：将0.5质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PE材料130-195℃共混熔融，通过吹膜制备g-C3N4保鲜袋。
测试方法：将新鲜妃子笑荔枝进行分筛(去除坏果)、称重、紫外预杀菌和糖度测试后，分成两组展开测试，第一组采用未加入g-C3N4材料的普通保鲜袋，记为对照1组，第二组采用含有g-C3N4的保鲜袋进行包装，记为实验1组。两组样品同时在冷藏(0-10℃)的恒温恒湿环境仓(模拟普通快递物流中，放入冰袋，置入泡沫箱的场景)中进行保存，保存周期为7天。另在制备方法、测试方法均与实施例2相同的情况下，仅改变保鲜温度，其中将普通保鲜袋密封的荔枝在室温下保鲜为对照2组；将g-C3N4保鲜袋密封的荔枝在室温下保鲜为实验2组。测试过程中分别记录湿度、氧气、CO2、O2浓度等参数，并在7天后进行重量损失和可食用率统计，见图1-3、表7-9。
荔枝密闭冷藏环境下保鲜结果：
(1)对照1组：
保存第1天，果色为青红色，水分充足，果实硬挺，口感爽脆，味道甜中带微酸；
保存第3天，表皮呈暗褐色，色泽不均匀，有霉点，部分果品表面有腐水流出，略微有霉味、腐败味；
保存第7天，果色由青红变为暗褐色，果品整体失水变干，但皱缩变软不明显，部分果品表面有腐水流出并引发褐变，果味带有微微的腐败的味道，严重影响食用，剥开有汁液流出，果肉呈暗色不饱满。
保存7天后，重量损失率为25％，可食用率为50％。
(2)实验1组：
保存第1天，果色为青红色，水分充足，果实硬挺，口感爽脆，味道甜中带微酸；
保存第3天，果色为青红色，袋内有雾珠，色泽不均匀，硬度正常；
保存第7天，果色由青红色变为深青红色，袋内有雾珠，果品表面有水、光泽发亮，无异味，剥开无汁液流出，果肉晶莹透亮，较饱满，口感正常。
保存7天后重量损失率为2.2％，可食用率为100％。
表7 g-C3N4保鲜袋和普通保鲜袋的保鲜参数比较
荔枝密闭常温环境下保鲜结果：
(1)对照2组：
保存第1天，果色为青红色，水分充足，果实硬挺，口感爽脆；
保存第3天，局部失水褐变，色泽不均匀，有霉点，略微有霉味、腐败味；
保存第7天，果皮褐变、失水变干变脆，部分果品表面有腐水流出，果肉无法食用，果味带有腐败的味道，严重影响食用。
保存7天后，重量损失率为23.4％，可食用率为0％。
(2)实验2组：
保存第1天，果色为青红色，水分充足，果实硬挺，口感爽脆；
保存第3天，果色为青红色，袋内有雾珠，色泽均匀，硬度正常；
保存第7天，果色由青红色变为深青红色，袋内有雾珠，色泽正常，果香正常，无异味，剥开无汁液流出，果肉晶莹透亮，较饱满，口感正常。
保存7天后重量损失率为3.1％，可食用率为100％。
表8 g-C3N4保鲜袋和普通保鲜袋的保鲜参数比较
由图1-2、表2-4可知，从第1天到第7天，g-C3N4保鲜袋内的湿度快速饱和并一直维持饱和状态；O2浓度逐渐降低，尽管CO2浓度因超出量程无法直接测量，但也可以看出CO2一直保持在高浓度状态，荔枝的呼吸作用在不断受抑制中；另从重量损失率、可食用率可看出g-C3N4保鲜袋中的荔枝经过7天储存后，仍然可食用，可基本实现冰袋+泡沫箱+普通陆运，可满足7天之内发全国的普通陆运物流场景，让荔枝可以低成本的运输到国内绝大多数地方。
上述结果证实在冷藏、冷冻以及常温环境下，g-C3N4保鲜袋的保鲜效果均优于普通保鲜袋，采用g-C3N4保鲜袋的产品技术方案，就可以通过保鲜袋形成的密闭微环境，以低成本的技术工艺同时实现抑制呼吸作用、保鲜、抗菌等多种效果，在果蔬保鲜方面具有良好的经济适用性。
实施例8
大枣保鲜实例
制备方法：将1质量份的预处理g-C3N4粉体材料和100质量份的PET材料200-250℃共混熔融，通过注塑制备g-C3N4保鲜盒。
测试方法：将新鲜大枣进行分筛(去除坏果)、称重、紫外预杀菌和糖度测试后，分成两组展开测试，第一组采用未加入g-C3N4材料的普通保鲜盒，记为对照1组，第二组采用含有g-C3N4的保鲜盒，记为实验1组。两组样品同时在冷藏(0-10℃)的恒温恒湿环境仓(模拟普通快递物流中，放入冰袋，置入泡沫箱的场景)中进行保存，保存周期为12天。测试过程中分别记录湿度、氧气、CO2、O2浓度等参数，并在12天后进行重量损失和可食用率统计，见图4、表10。
大枣密闭冷藏环境下保鲜结果：
(3)对照1组：
保存第1天，果色为青绿色，水分充足，果实硬挺，口感爽脆甜；
保存第3天，果皮出现少量红褐斑点，色泽不均匀，有失水皱皮现象；
保存第6天，果皮红褐斑点面积扩大，失重率上升，果皮失水皱皮加剧，果肉出现变软现象；
保存第9天，果皮大面积呈红褐色，失重率进一步升高，皱皮严重，果肉变软明显；
保存第12天，果皮完全通红，果肉变软，失水皱皮严重。
保存12天后，重量损失率为14％，可食用，但严重影响售卖价值。
(4)实验1组：
保存第1天，果色为青绿色，水分充足，果实硬挺，口感爽脆甜；
保存第3天，果皮青绿，色泽均匀，果肉硬脆，无失水皱皮现象；
保存第6天，果皮青绿，色泽均匀，果肉硬脆，无失水皱皮现象；
保存第9天，果皮青绿，色泽均匀，果肉硬脆，无失水皱皮现象；
保存第12天，果皮青绿，少量出现红褐斑点，果肉脆甜，无失水皱皮现象。
保存12天后，重量损失率为0.2％，几乎无失重，可食用，但严重影响售卖价值。
表9 g-C3N4保鲜盒和普通保鲜盒的保鲜参数比较
由图4、表9可知，从第1天到第12天，g-C3N4保鲜盒内的湿度快速饱和并一直维持饱和状态；O2浓度逐渐降低，但随着时间的延长，氧耗减少，O2含量维持在平衡位置，说明呼吸耗氧减弱，尽管CO2浓度因超出量程无法直接测量，但也可以看出CO2一直保持在高浓度状态，大枣的呼吸作用在不断受抑制中；另从重量损失率、可食用率可看出g-C3N4保鲜盒中的大枣经过12天冷藏储存后，仍然可食用与售卖，可基本实现冰袋+泡沫箱+普通陆运，可满足7天之内发全国的普通陆运物流场景，让大枣可以低成本的运输到国内各个地方。
上述结果证实在冷藏环境下，g-C3N4保鲜盒的保鲜效果均优于普通保鲜盒，采用g-C3N4保鲜盒的产品技术方案，就可以通过保鲜盒形成的密闭微环境，以低成本的技术工艺同时实现抑制呼吸作用、保鲜、抗菌等多种效果，在果蔬保鲜方面具有良好的经济适用性。
实施例9
猪肉保鲜实例
对猪肉进行分类分拣操作，采用紫外杀菌法对猪肉表面进行杀菌，并进行空气预冷处理，将猪肉从室温降低到5℃。采用普通保鲜袋密封包装的为对照组，采用g-C3N4保鲜袋密封包装的为实验组。置于0-5℃冷藏环境中，保存5天。测试过程中分别记录湿度、氧气、CO2、O2浓度等参数，并在3天后进行重量损失和可食用率统计，见图4、表10。
猪肉密闭保鲜结果：
(1)对照组：保存第1天，肉质鲜红，色泽正常，水分充足；保存第7天，变质恶臭，异味难闻；表面失水部分变硬，肉质鲜红，无食用售卖价值。保存7天后，重量损失率为22。5％，可食用率为0％。
(2)实验组：保存第1天，肉质鲜红，色泽正常，水分充足；保存第7天，肉质鲜红，部分失水，无异味无变质，具有食用售卖价值。保存7天后，重量损失率为5％，可食用率为100％。
表10 g-C3N4保鲜袋和普通保鲜袋的保鲜参数比较
由图4、表10可知，从第1天到第7天，g-C3N4保鲜袋内的湿度快速饱和并一直维持饱和状态；O2浓度逐渐降低，之后达到平衡，CO2浓度一直保持在高浓度状态，猪肉的呼吸作用在不断受抑制中；另从重量损失率、可食用率可看出g-C3N4保鲜袋中的猪肉经过3天的储存后，仍然可食用。
上述结果证实，采用g-C3N4保鲜袋进行冷藏保鲜，可延长猪肉的保鲜时间，其中猪肉的冷藏保鲜时间可达7天以上，采用g-C3N4保鲜袋的产品技术方案，可以通过保鲜袋形成的密闭微环境，以低成本的技术工艺同时实现抑制呼吸作用、保鲜、抗菌等多种效果，从而延长果蔬的保鲜时间。
综合以上实施例，相比于普通保鲜塑料制品，g-C3N4保鲜塑料制品针对保鲜对象，凭借自身高抗菌、高阻隔和气调功能，形成密闭保鲜微环境，可有效减少内外气体交换，降低微环境中食品的新陈代谢，以及微生物繁殖，延长保鲜保质期；同时本发明提供的g-C3N4保鲜塑料制品在冷冻(≤-18℃)、冷藏(0-10℃)、室温或无光的环境下均适用，还可与现有技术中的抽真空、充惰性气体、预杀菌中的一种或多种叠加，进一步提高保鲜效果，并可广泛应用于对于密闭保鲜有需求的水果、蔬菜、肉类等食品领域以及预制菜、半成品等食品供应链。
针对果蔬保鲜来说，将果蔬放入g-C3N4保鲜袋扎紧后放入环境仓中，因保鲜袋的高阻隔性，将会形成密闭保鲜微环境。在低温下，果蔬呼吸作用减弱，但仍消耗氧气，并生成CO2和水汽；同时，蒸腾作用也带来了水汽；此外，果蔬熟成气体也被分解为CO2和水；三种作用共同使得保鲜袋内的CO2浓度不断升高，O2浓度不断降低，空气中的湿度也迅速达到饱和并凝结成水滴。保鲜袋内部的高CO2浓度、低O2浓度将会迅速抑制果蔬的呼吸作用，果蔬的消耗快速降低，而熟成气体被分解使得果蔬能更缓慢的变熟，从而延长保鲜期。保鲜袋内的高湿度使得果蔬表皮湿润，从而明显降低因为蒸腾作用造成的水分流失，降低保鲜过程中的失重问题，同时由于保鲜袋的高抗菌性，细菌难以快速繁殖，即使保鲜袋内湿度较高并形成水滴，也很好的抑制了发霉、水烂等现象。
针对肉类来说，不同于果蔬保鲜，不会有乙烯产生，但是抗菌作用和气体阻隔作用二者协同，同样会形成高CO2浓度、高湿度、低O2浓度的微环境，同时高浓度CO2和低O2浓度，降低肉类自身的呼吸作用和新陈代谢作用，以及细菌的繁殖和呼吸作用，进一步起到抑菌杀菌保鲜的功能。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述塑料制品由g-C3N4材料和塑料基材共混熔融制成，所述g-C3N4材料的颗粒直径为0.02-17微米，所述塑料制品用于果蔬、肉类、预制菜或半成品食品保鲜。
2.根据权利要求1所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，塑料制品的高抗菌、高阻隔和气调功能，形成密闭保鲜微环境，可适用于在多重环境下使用，其特征在于，所述塑料制品在冷冻(≤-18℃)、冷藏(0-10℃)、室温或无光的环境下均适用。
3.根据权利要求1所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述塑料制品可叠加抽真空、充惰性气体、预杀菌中的一种或多种技术手段。
4.根据权利要求1所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述g-C3N4材料包括g-C3N4和以g-C3N4为基材的g-C3N4复合物，掺杂g-C3N4的掺杂元素包括非金属元素、碱金属、碱土金属、主族金属、过渡金属、卤族元素和镧系元素中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述以g-C3N4为基材的g-C3N4复合物包括TiO2/g-C3N4、聚苯胺/g-C3N4、石墨烯/g-C3N4、GO/g-C3N4、SiO2/g-C3N4、BiOCl/g-C3N4、Fe3O4/g-C3N4、ZnO/g-C3N4中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述塑料基材包括PET、PE、PP、PS中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述g-C3N4材料和PET的质量比为0.5-1.5:100，所述g-C3N4材料和PE的质量比为0.2-1:100，g-C3N4材料和PP的质量比为0.5-1:100，g-C3N4材料和PS的质量比为0.1-1:100。
8.根据权利要求7所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述g-C3N4材料和PET的共混熔融温度为200-250℃，所述g-C3N4材料和PE的共混熔融温度为130-195℃，所述g-C3N4材料和PP的共混熔融温度为140-185℃，所述g-C3N4材料和PS的共混熔融温度为160-210℃。
9.根据权利要求1所述的一种g-C3N4基高抗菌高阻隔性气调保鲜塑料制品的应用，其特征在于，所述塑料制品为膜、袋、盒、瓶中的任意一种。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103144845A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-12 | 李东立 | 水果蔬菜常温保鲜专用纸塑复合薄膜 |
| CN105271230A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-27 | 河南理工大学 | 一种多孔Ti3C2/g-C3N4复合薄膜材料的制备方法 |
| CN108102391A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-06-01 | 镇江市荣发塑料制品有限公司 | g-C3N4复合型可食用抗菌膜及其制备方法 |
| CN109717203A (zh) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 清华大学 | 一种抗菌剂及其应用 |
| CN114106541A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-03-01 | 北京禾易和科技有限公司 | 一种环保食品包装材料、制备方法及应用 |
| CN114437442A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-06 | 徐靖才 | 一种可见光催化抑菌塑料及其制备方法 |
| CN114989580A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-02 | 西华大学 | 一种高气体阻隔pet材料及其制备方法 |
| CN115093681A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-23 | 西华大学 | 一种高阻隔pet材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-10-27 CN CN202211329729.4A patent/CN115676134A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103144845A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-12 | 李东立 | 水果蔬菜常温保鲜专用纸塑复合薄膜 |
| CN105271230A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-27 | 河南理工大学 | 一种多孔Ti3C2/g-C3N4复合薄膜材料的制备方法 |
| CN109717203A (zh) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 清华大学 | 一种抗菌剂及其应用 |
| CN108102391A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-06-01 | 镇江市荣发塑料制品有限公司 | g-C3N4复合型可食用抗菌膜及其制备方法 |
| CN114106541A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-03-01 | 北京禾易和科技有限公司 | 一种环保食品包装材料、制备方法及应用 |
| CN114437442A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-06 | 徐靖才 | 一种可见光催化抑菌塑料及其制备方法 |
| CN114989580A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-02 | 西华大学 | 一种高气体阻隔pet材料及其制备方法 |
| CN115093681A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-23 | 西华大学 | 一种高阻隔pet材料及其制备方法 |
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