[发明专利]内墙面消毒的光催化方法和具有光催化性能的可清洗杀菌涂料的组合物

说明书

本发明涉及内墙面消毒的光催化方法和具有光催化性能的杀菌可清洗涂料组合物.所述组合物基于丙烯酸‑苯乙烯树脂，其中分散有掺杂了诸如Ag、Au、Cu、Ni、Fe、Cr、Co或Mn过渡金属的TiO₂锐钛矿型或ZnO金属氧化物半导体颗粒作为光敏杀菌剂，并且通过用可见光谱范围的450nm‑500nm波长的光子辐照所述组合物的光催化激活方法来激活杀菌性能，其特征在于来自TiO₂锐钛矿型或ZnO光敏半导体的掺杂剂的激活，确定出现了活性氧单线态物种ROS(O₂ 1Δ_g或O₂ 1∑_g+类型)，此物种具有杀菌和消毒作用。

本发明涉及内墙面消毒的光催化方法和具有光催化性能的杀菌可清洗涂料组合物，所述组合物基于水性丙烯酸-苯乙烯树脂，其中分散有掺杂了诸如主要是Ag或Au或者Cu、Ni、Fe、Cr、Co、Mn过渡金属的金属氧化物半导体颗粒如锐钛矿型TiO₂或ZnO作为光敏杀菌剂，和因所用掺杂剂的作用而使用450nm和500nm的可见光量子激活灭菌组分和组合物消毒性能的光催化方法，在医疗实践、医院、学校、食品工业领域通常会有微生物细菌发生和传播危险的区域实现内墙面的抗微生物和抗真菌保护和消毒。本专利所指的组合物被施涂于房间的内墙壁，通过涂覆在以砖石、混凝土、灰泥制造的所有种类内墙面或任何其它基于矿物材料的表面(包括多孔混凝土、砖块或石膏板、石膏)上作为可清洗杀菌保护涂料，所述涂料含有掺杂了诸如通常是Ag或Au或Cu、Ni、Fe、Cr、Co、Mn过渡金属的锐钛矿型TiO₂或ZnO的光敏颜料。通过按需使用永久或间歇辐照，以及具有波长在450nm到500nm光量子的各个表面的发光辐照源，光是由室内照明灯发出的，将来自杀菌组合物的光敏剂进行光催化激活的方法来实现确保施涂于墙壁的所述组合物的消毒和杀菌效果。450nm和500nm光谱范围发射出的波长是特定的波长，能激活掺杂有通常如Ag但也有Au、Cu、Ni、Fe、Cr、Co、Mn过渡金属的TiO₂或ZnO。当TiO₂在光敏剂水平上被等于或大于禁带宽度的光能激发时，产生光动力反应，从而形成对病原菌具有杀菌作用的ROS单线态氧的活性物种。ROS被理解为活性氧自由基物种，这些活性氧自由基是由于电子从半导体基底转移到游离氧分子的结果，对有机分子而言ROS物种比分子氧本身的活性要大得多。以这种方式获得内墙面的消毒方法，其可通过消毒必要的光功能强度来控制、调节，可重复且不受外部发光因子变化的影响。

已知可清洗杀菌涂料的各种组合物，其含有或是苯并异噻唑-3(2H)-酮或银颗粒或是胶体银的活性物质或者苯并异噻唑-3(2H)-酮与银离子的混合物作为杀菌剂。这类组合物的缺点是苯并异噻唑-3(2H)-酮产生接触过敏，并且随时间以及产生抗性的微生物细菌而作用受限，尽管银是比苯并异噻唑-3(2H)-酮更好的杀菌剂，但也作用受限，抗菌效果取决于涂料内离子的浓度和形状。

已知锐钛矿型TiO₂或ZnO类的半导体金属氧化物在光催化反应中具有光敏作用。光敏剂光动力疗法中的效果和作用模式也是已知的，是基于光化学反应，由光敏物质与某一波长的光相互作用而触发，形成单线态氧ROS(O₂ 1Δ_g或O₂ 1∑_g+类型)。金属氧化物半导体光敏剂如TiO₂锐钛矿型或ZnO的消毒作用是基于光催化机理实施的，由含有锐钛矿型TiO₂或ZnO的光敏剂与某一波长的光相互作用而触发，之后出现氧-氧单线态ROS，对微生物的破坏起决定作用，从而赋予这些物质杀菌和抗真菌的作用。