[发明专利]一种锐型生物钛材料及其制备方法

说明书

本发明属于抑菌材料制备技术领域，具体涉及一种锐型生物钛材料及其制备方法。该制备方法包括，钛材料依次经一次阳极氧化、至少三次等电压处理、二次阳极氧化后形成TiO₂纳米管，即锐型生物钛材料；该方法中的至少三次等电压处理，可以除去附着性差的杂质和坍塌的纳米管和阳极氧化表面的疏松膜层，有助于形成高度有序、孔径排列理想、比表面积大的纳米管，且等电压处理后的二氧化钛纳米管的抑菌性较好；且该方法制备得到的钛材料可以达到长效抑菌的效果；本发明制得的钛材料在催化中可以提供更多的活性中心，在光催化、光电池等方面具有更优良的性能。

技术领域

本发明属于抑菌材料制备技术领域，具体涉及一种锐型生物钛材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钛纳米管具有高比表面积、高深宽比、尺寸依赖效应等特性，在多种领域有潜在的应用，如太阳能电池、光电解水、降解有机污染物、生物医学等。二氧化钛纳米管的制备方法主要有水热合成法、模板合成法和阳极氧化法，其中，阳极氧化法成本低廉、方法简单、可控性、重复性好，适宜在各种形状的物体表面形成二氧化钛纳米管，且二氧化钛纳米管密集、排列有序，受到广泛关注。

随着表面抗菌涂层技术的发展，钛及钛合金的阳极氧化表面逐渐进入人们的视线，被发现具有光催化杀菌效果，受到众多学者青睐。

余青青等人发表的《二氧化钛纳米管阵列的二次阳极氧化制备》中公开了一种二氧化钛纳米管阵列的二次阳极氧化的制备方法，包括以钛片为阳极，将钛片用去离子水超声清洗除去钛片上的薄膜，随后在相同条件下进行第二次阳极氧化，阳极氧化后，将钛片用污水乙醇超声清洗后在盐酸溶液中浸泡，经干燥后得到二氧化钛纳米管阵列结构，该方法可以改善传统阳极氧化制备的二氧化钛纳米管表面粗糙、取向不一致、易与钛基体脱离的问题，但是该方法得到的阵列结构纳米管不可控、尺寸结构排列有待提高、抑菌效果差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的钛材料抑菌性有待进一步提高、纳米管阵列结构不可控等缺陷，从而提供了一种锐型生物钛材料及其制备方法。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了一种锐型生物钛材料制备方法，包括，钛材料依次经一次阳极氧化、至少三次等电压处理、二次阳极氧化后形成TiO₂纳米管，即所述锐型生物钛材料。

所述至少三次等电压处理中，相邻两次等电压处理的时间间隔为0.8-1.2s；

所述等电压处理的电压为10-100V。

进一步地，进行一次阳极氧化和二次阳极氧化时，电解液为酸液；

所述酸液包括质量比为(0.75-1):1:(0.7-0.85)的磷酸、葡萄糖酸钠和添加剂；

所述添加剂为质量比为3:(6-8)的磷酸钠和钼酸钠；

所述磷酸的质量浓度为100mg/L；所述葡萄糖酸钠的质量浓度200g/L；

所述磷酸钠的浓度为0.024g/L，所述钼酸钠的浓度为0.056g/L。

进一步地，进行等电压处理时，阳极与阴极的材料相同；

所述阳极的材料为铜板、钛板、铝板和石墨中的至少一种。

所述二次阳极氧化的电压为0-125V，电压不为0；

二次阳极氧化的时间为20-40min。

所述二次阳极氧化之后还包括在TiO₂纳米管表面三次阳极氧化的步骤。

所述三次阳极氧化的电压为4-50V，时间为0.1-1h；