[发明专利]通过火焰喷雾热解制备的抗微生物和抗真菌粉末

说明书

技术领域

本发明涉及合成抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌和任选抗病毒的粉末，特别是具有二氧化硅(SiO₂)载体的粉末，所述粉末包括载体和功能性掺杂剂，其中功能性掺杂剂为金属和/或金属氧化物，所述载体具有所述功能性掺杂剂的包含物，所述掺杂剂是银和/或氧化银和/或铜和/或氧化铜，并且所述粉末使用火焰喷雾热解(FSP)方法制备。

背景技术

众所周知金属银(和氧化银)表现出抗微生物和抗细菌活性并且对人体无毒^[1]。银的抗细菌活性是由于存在Ag⁺阳离子，其牢固地结合到含有硫、氧或氮的细菌组成分子中的给电子基团上^[2]。Ag⁺阳离子还被认为置换了重要的金属离子如Ca²⁺和Zn⁺，并破坏细菌的细胞膜^[3]。已发现对于抗微生物活性所需要的浓度是极低的，在水中5-10ppb就能够具有杀生物活性^[4]。银离子也可以破坏真菌，而且铜金属(和氧化铜)也表现出抗真菌活性^[5]。

用银或氧化银掺杂的二氧化硅颗粒和它们用于抗细菌的用途公开在US 2003/0235624 A1中，其标题为“用银掺杂的杀菌二氧化硅(Bactericidal silicon dioxide doped with silver)”。所述颗粒通过二氧化硅的气相合成(氯化物方法)制备，同时将一种掺杂剂前体的含水气溶胶引入到火焰气中。

在US 2003/0235624 A1中描述的，通过火焰氧化或火焰水解反应热解地得到用银或氧化银掺杂的二氧化硅的生产方法具有三个关键阶段，即1)形成掺杂剂气溶胶，其中在引入到火焰中之前，该气溶胶被转化为一种气体和盐晶体气溶胶，2)将该气溶胶与含气态硅-化合物的火焰原料气体混合，并且3)将所述气溶胶和原料气体的混合物送入到火焰中。所得颗粒为一种细分的白色粉末。附着于该颗粒上的盐酸必须在随后升高温度的工艺步骤中除去。

US 5,714,430中公开了银颗粒在不同于二氧化硅颗粒并通过湿法沉淀方法制备的金属氧化物载体颗粒上的抗微生物活性，并且US2004/0170700中公开了一种抗微生物玻璃。

火焰喷雾热解法(FSP)已经被证明是一种用于制备用于各种应用的多种材料的通用生产工艺^[6]。然而，迄今为止，所述方法均没有提及用于合成银和/或氧化银和/或铜和/或氧化铜掺杂的二氧化硅。此外，没有FSP用来专门生产用于抗细菌和/或抗微生物和/或抗真菌应用的粉末的实例。

因此，仍然需要一种抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌的粉末和制备该粉末的方法。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种生产具有抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌作用的颗粒形式的掺杂的二氧化硅(SiO₂)的方法。

本发明的进一步目的是提供一种具有抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌作用的颗粒形式的掺杂的二氧化硅(SiO₂)。

本发明的更进一步目的是提供含有该掺杂的二氧化硅的产品。

现在，为了实现本发明这些和更进一步的目的(这些目的将随着描述的进行变得更加显而易见)，提供一种火焰喷雾热解(FSP)方法，用于生产火焰法制备的(flame made)具有抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌作用的颗粒形式的掺杂的二氧化硅(SiO₂)，特别地，该方法特征在于所述火焰法制备的掺杂的二氧化硅包括至少一种功能性掺杂剂，所述功能性掺杂剂由至少一种抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌有效的金属和/或含金属的化合物组成，特别是至少一种抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌有效的金属和/或至少一种抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌有效的金属氧化物，所述方法包括：

(i)制备前体溶液，所述前体溶液包括在有机溶剂中的至少一种功能性掺杂剂前体和至少一种二氧化硅前体，

(ii)将所述前体溶液喷雾到通过所述前体溶液本身的燃烧来供以燃料的火焰中，

(iii)收集该掺杂的粒状二氧化硅。

本发明所使用的术语功能性掺杂剂是指具有抗微生物和/或抗细菌和/或抗真菌作用的掺杂剂。

可以存在其他掺杂剂，例如，载体掺杂剂，其中术语载体掺杂剂是指影响二氧化硅形态的掺杂剂。

术语附加的掺杂剂是指那些用于其他的目的的掺杂剂，例如，提供另一种功能比如抗病毒作用。