[发明专利]一种复合TiO2纳米纤维结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型复合纳米纤维结构，尤其涉及一种在TiO₂纳米纤维表面均匀稳定生长TiO₂纳米柱结构及其制备方法。

背景技术

TiO₂光催化杀菌消毒材料：

2004际在全球125个国家和地区同步推出TiO₂纳米级健康空气杀菌技术，其原理与美国太空总署采用的空气杀菌技术相同。该技术在中国的检测是由广州微生物研究中心负责的，检测结果表明杀菌率在6小时后高达90%；此外，经过空气处理过程后生成的是无害的二氧化碳和水，作为催化剂的二氧化钛本身也不发生损耗，可以长期使用。目前这一技术已经成功应用于TiO2健康空气杀菌器，作为一个单独产品，它不仅可供的新用户选择购买，而且已经装有空调的用户也可以单独购买，尽享新技术带来的健康空气和舒适生活。

TiO₂健康空气杀菌器工作原理：通过光催化氧化过程实现。紫外线灯照射在二氧化钛(TiO₂)催化剂的表面，形成氧化力极强的自由基(OH^-)和超级氧化离子(O^2-)；氧化力极强的自由基(OH^-)和超级氧化离子(O^2-)能分解各种污染物，将细菌和病毒等变成无害二氧化碳(CO²)和水(H₂O)，且无任何二次污染物产生，绝对环保。是行业首家将TiO₂应用于风机盘管、家用及商用中央空调、家用分体机的领先者，并可将其技术原理现场演绎形象示人。

TiO₂空气杀菌机室内空气品质解决方案：第一步：当室内二氧化碳浓度高时引进新风，提高鲜氧含量并降低二氧化碳浓度：清新空气；第二步：随着室内温/湿度的变化平衡使人体舒适的温度和湿度区域，防止病菌滋生，化学交叉感染及臭氧生成：舒适空气；第三步：通过TiO₂光催化杀菌器分解几乎所有的有机污染物、细菌、病毒、微生物、尘埃微粒等，且无任何二次污染物产生，绝对环保：健康空气。

TiO₂空气杀菌机特点：经广东省微生物分析检测中心检验，TiO₂健康空气杀菌器具有：超过90%的细菌杀死能力，且对环境安全友好，无化学和生物学物质参与的自清洁过程。TiO2健康杀菌技术的独特优点:在全球125个国家均获认可的纳米级TiO2技术，专利申请中。广州微生物研究中心检测结果:杀菌率在6小时之后高达90%以上。TiO₂光催化剂杀灭细菌,而不仅仅是过滤细菌。TiO₂杀菌和UVA紫外光的持久作用力长达10000小时。

TiO₂生物材料：

硬骨组织修复材料是生物医用材料的一种,主要应用于诊断、治疗、修复和替换病损骨组织,增进老损骨组织的功能,是一类需求量大,市场前景广泛的材料。目前临床使用的硬骨组织修复材料组要为金属、生物陶瓷、生物玻璃和高分子聚合物支架,其寿命通常为10-15年。

这样短的寿命为患者带来不便,也易引起二次痛苦。骨植入体在植入生物体后需要发生与周围组织的整合，其过程通常需要成骨细胞的大量粘附。成骨细胞早期大量粘附于植入体,细胞间迅速进行通信,完成细胞增殖、分化和其它生理功能,从而与生物体整合,发挥正常的生理功能。影响成骨细胞在材料表面早期粘附行为的因素包括材料表面的化学构成、拓扑形貌、粗糙度及亲水性等。研究表明,现有硬骨替代材料通常因为成纤维细胞包裹而导致发炎、坏死,使之无法发挥正常功能。而成纤维细胞和成骨细胞在材料表面的粘附比例显示与材料表面粗糙度有关,即材料表面粗糙度大时,成骨细胞易粘附,反之则造成成纤维细胞的大量附着。通过对生物材料表面改性,尤其是对表面粗糙度的改变可以提高成骨细胞在材料表面的粘附,提高植入体的成活率。对天然骨组织的研究发现,天然骨表面覆盖一层直径为1nm的胶原颗粒,这使得纳米材料作为骨植入材料的研究得到了强有力的理论支持。钛金属以及其合金材料是生物材料学的研究热点,纳米尺度钛材料显示出相对于其他金属材料的低毒性,受到全世界科学家的瞩目。