[发明专利]一种改性T-ZnOw抗菌材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明所涉及的是一种光催化型无机复合T-ZnOw抗菌材料及其制备方法，属于新型功能 材料技术领域。

背景技术

经济发展与环境保护一直是国家努力解决的难题。随着人民生活水平的提高和环境意识 的增强，保护生态环境、拯救人类生存空间和提高环境质量的呼声日益增高，因此健康的生 存环境日益成为人类的追求目标。危害人类健康的环境微生物也引起人们的重视。1996年日 本发生的大肠杆菌O-157感染事件和2003年世界突发的SARS疫情曾一度引起全世界的恐慌。 而在世界范围内因细菌等病原体传染引起的包括霍乱、肺炎、疟疾、结核病和肝炎等疾病导 致人类的死亡更是频频见诸报端，触目惊心。2001年全世界因细菌等病原体传染造成死亡的 人数约1900万人，占死亡总数(约4800万人)的39.58％，防止病原体感染始终是人们保障健康 的重要任务。其中，控制和消灭有害细菌的生长和繁殖在当今仍是科技领域内的重要课题， 并不断受到关注。而抗菌材料抓一类自身具有杀灭或抑制微生物生长的新型功能材料，一直 是各国研究的热点。

目前使用的无机抗菌材料主要有两大类：以银为首的溶出型无机抗菌材料和以钛、锌为 首的光催化型抗菌材料。银系抗菌材料中银离子具有很强的抗菌活性，但银离子化学性质比 较活泼，对热和光比较敏感，特别是经紫外线照射后易形成黑色的氧化银，从而影响白色或 浅色制品的外观，其稳定性问题一直未得到有效和最终的解决。光催化型抗菌材料具有无毒 、反应条件温和和选择性小等优点，在降解环境污染物的处理方面受到了广泛的重视，目前 研发的抗菌材料主要有纳米二氧化钛和纳米氧化锌。O.Yamanoto研究了ZnO粒径对抗菌活性 的影响，发现在0.1~0.8m靘范围内，随着粒径减小，其抗菌活性明显增强( O.Yamanoto，Influence of particle size on the antibacterial activity of zinc oxide，International Journal of Inorganic Materials，2001，3：643-646)。日本松下公 司发现一种四针状ZnO晶须(T-ZnOw)比一般氧化锌的抗菌活性好，并成功地将其应用于抗 菌、防霉、污水处理、有害化学物质分解等领域，取得良好效果。四针状氧化锌(T-ZnOw) 晶须由于其独特的空间结构，作为新型的光催化剂，既克服了一般银系无机抗菌剂易变色的 缺点，又不同于光催化纳米抗菌材料需要借助紫外光催化才能抗菌，更不会像有机抗菌剂带 来二次污染及其它副作用。该类材料在开发可望在环境保护、污水处理、空气净化等方面具 有广阔的应用前景。

发明内容

本发明为克服目前光催化剂中普遍存在的在可见光领域响应不足和有效抗菌时间短以及 抗菌剂利用率低等问题，提出了一种稀土元素掺杂改性的T-ZnOw抗菌剂及其制备方法。该抗 菌剂以稀土改性的四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为光催化剂，既能提高光催化剂催化活性， 拓展其在可见光领域响应性，提高了对可见光的利用率；又能提高抗菌剂的抗菌性能。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种改性T-ZnOw抗菌剂，所述的抗菌剂的光催化剂为稀土改性的四针状氧化锌晶须。

所述的抗菌剂为粉末状。所述的稀土元素为非放射性稀土元素，包括La、Ho、Ce、Y、 Pr、Gd、Dy或Eu中一种或几种。

所述的抗菌剂制备原料为：

四针状氧化锌晶须在抗菌剂中重量含量为0.5％～20％；

稀土元素在四针状氧化锌晶须中掺杂的重量为0.0010～1.0000％；

分散剂在抗菌剂中重量含量为0.01％～40％；

其余成分为分散介质。

本发明适用于用稀土元素改性T-ZnOw抗菌剂的制备，其中T-ZnOw的加入量在0.5％～20％ ；稀土元素La、Ho、Ce、Y、Pr、Gd、Dy、Eu等在T-ZnOw上掺杂量为0.0010～1.0000％(重量 )，其化学形式为氯化物、氧化物、硫化物、醋酸盐、有机金属纯盐等。分散介质可以为去 离子水、丙酮、乙烯或甲醇等。分散剂为PEG、钛酸酯、聚丙烯酰胺、油酸钠、聚乙烯、吡 咯酮(K30)、三乙醇胺中一种或几种，加入量在0.01％～40％。