使用可见光活化的聚合物表面上的光催化TiO2涂层及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及聚合物表面上的氧化钛(IV)的可见光活性光催化涂层，其特征在于所述涂层涂覆于基板，所述基板为用于药物、食品和药品包装的有机聚合物材料，并且所述涂层为纳米晶体氧化钛(IV)或使用有机化合物表面改性的纳米晶体氧化钛(IV)。本发明专利技术还包括制备本发明专利技术的氧化钛(IV)的光催化涂层的方法，其包括如下步骤：使用低温等离子技术活化聚合物材料的表面，然后合成纳米晶体氧化钛(IV)涂层和使用有机化合物改性表面层。本发明专利技术还涉及本发明专利技术的氧化钛(IV)的光催化涂层在消毒用于药物、食品和药品包装的塑料元件中的应用以及在制造选自光消毒材料、光杀菌、光杀真菌、光催化材料的产品中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及聚合物表面上的氧化钛(IV)的可见光活性光催化涂层，其特征在于所述涂层涂覆于基板，所述基板为用于药物、食品和药品包装的有机聚合物材料，并且所述涂层为纳米晶体氧化钛(IV)或使用有机化合物表面改性的纳米晶体氧化钛(IV)。本专利技术还包括制备本专利技术的氧化钛(IV)的光催化涂层的方法，其包括如下步骤：使用低温等离子技术活化聚合物材料的表面，然后合成纳米晶体氧化钛(IV)涂层和使用有机化合物改性表面层。本专利技术还涉及本专利技术的氧化钛(IV)的光催化涂层在消毒用于药物、食品和药品包装的塑料元件中的应用以及在制造选自光消毒材料、光杀菌、光杀真菌、光催化材料的产品中的应用。【专利说明】使用可见光活化的聚合物表面上的光催化T i 02涂层及其制 备方法和用途
本专利技术的主题是使用可见光活化的聚合物表面上的光催化氧化钛（IV)涂层，它 们的制备方法和它们的用途。聚合物表面选自用于药品和食品包装的聚合物，特别是聚氨 基甲酸酯（PU)、聚碳酸酯（PC)、聚氯乙烯（PVC)、聚四氟乙烯（PTFE)。 现有技术 近年来，在人类活动的几乎每一个领域中塑料的使用均显著增加。低价格和改变 材料以适应发展中社会的需要的简单特别有助于此。因为一次性医疗设备由这些聚合物材 料制成，因此这些材料在医学上也发挥越来越重要的作用。将塑料表面暴露于生物膜的形 成，其对健康有害并且是促成医源性感染的最重要的病因之一。根据世界卫生组织，医源性 感染的最小化将对患者的健康以及医疗设施的经济状况产生积极影响。医源性感染问题的 解决是设计具有潜在抗菌作用的新材料。病原体对通常可使用的抗菌剂的抵抗力的增加产 生了对于其他创新性解决方案的需要。 问题的解决是使用光催化材料，特别是半导体，例如氧化钛（IV)，用于细菌的光灭 活。目前的现有技术公开了这种应用，然而，氧化钛（IV)通常在诸如玻璃或金属的矿物表 面处以粉末、溶液或胶体层的形式存在（Chen,X.，Mao,S.S，2007,ChemicalReviews(化学 综述），107, 2891-2959)，这显著降低其应用的可能性。 通过低温等离子体技术活化聚合物表面的方法是熟知的并且由Hegemann(D. Hegemann等，NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchB(物理学石开 宄B中的核仪器和方法）2003, 208, 281-286)、Kasanen(J.Kasanen等，2009，1六口口1. Polym.Sci.，111，2597_2606)和Vandencasteele(N.Vandencasteele等，2010,Journal ofElectronSpectroscopyandRelatedPhenomena(电子能谱和相关现象期 刊），178-179, 394-408)在文献中描述。聚合物表面的活化改变它们的物理和化学性质。由 于活化方法，在氧的存在下，在聚合物材料的表面处产生许多含氧官能团，例如羟基（-0H)、 羧基（-C00H)、羰基（-C= 0)。 通过应用等离子体处理改变材料性质而不改变体积的方法也是已知的。例如，在 专利申请GB2481891A中公开了用于改性光纤电缆的等离子体处理。通过移动它通过等 离子体炉使光学纤维的全长进行等离子体处理，在其上等离子体处理的光学纤维的表面被 改性，变得更易于使它与靶标基板结合。所述方法允许形成与光纤电缆的表面粘附的靶标 基板的层。用于粘附层形成的上述实例的材料为环氧树脂、聚酰胺和聚氨基甲酸酯。 在现有技术中观察到的不方便涉及在聚合物表面上获得持续的氧化钛（IV)涂层 的困难和它们对可见光范围的敏化的困难。氧化钛（IV)在聚合物表面上的永久固定提供 了在Ti02处应用光催化方法的新机会，例如对于各种由塑料制成的医用材料的光消毒。 本专利技术的目的是在使用可见光或紫外光活化的聚合物表面上提供持久的氧化钛 (IV)的光催化涂层并表现出高光催化性和高光消毒活性，以及它们的制备方法。本专利技术还 提供了应用本专利技术涂层的新途径，即消毒诸如医用导管或食品包装的各种材料的一系列特 征。 专利技术详细描沐 本专利技术涉及使用可见光活化的聚合物表面上的氧化钛（IV)的光催化涂层，其特 征在于： a)它们涂覆于有机基板上，所述基板为用于药物、食品和药品包装的聚合物材料， 特别地选自：聚氨基甲酸酯（PU)、聚碳酸酯（PC)、聚氯乙烯（PVC)、聚四氟乙烯（PTFE)。 b)纳米晶体氧化钛（IV)或使用有机化合物表面改性的纳米晶体氧化钛（IV)的涂 层。 优选地，使用选自以下的有机化合物对纳米晶体氧化钛（IV)进行表面改性： a)具有式1的化合物： 【权利要求】1. 使用可见光活化的聚合物表面上的氧化钛（IV)的光催化涂层，其特征在于： a) 所述涂层涂覆于基板，所述基板为用于药物、食品和药品包装的有机聚合物材料并 且特别地选自聚氨基甲酸酯（PU)、聚碳酸酯（PC)、聚氯乙烯（PVC)、聚四氟乙烯（PTFE)， b) 所述涂层包含纳米晶体氧化钛（IV)或使用有机化合物表面改性的纳米晶体氧化钛 (IV)02. 如权利要求1所述的光催化涂层，其特征在于所述纳米晶体氧化钛（IV)是使用选自 以下的有机化合物进行表面改性的： a) 具有式1的化合物：其中成-1?4为-!1、饱和或不饱和取代基、-順2、-順 3+或-50具其中1为：11+、1(+、似 +、1^+、NH4+且R5和R6为-OH或-COOH， b) 抗坏血酸， c) 具有式2的化合物（芸香苷）：3. 如权利要求1或2所述的光催化涂层，其特征在于所述纳米晶体氧化钛（IV)是使用 选自以下的有机化合物进行表面改性的：邻苯二甲酸、4-磺基邻苯二甲酸、4-氨基-2-羟基 苯甲酸、3-羟基-2-萘酸、水杨酸、6-羟基水杨酸、5-羟基水杨酸、5-磺基水杨酸、3, 5-二硝 基水杨酸、1，4-二羟基-1，3-苯二磺酸二钠盐、没食子酸、连苯三酚、2, 3-萘二酚、4-甲基邻 苯二酚、3, 5-二叔丁基邻苯二酚、对硝基邻苯二酚、3, 4-二羟基-L-苯基丙氨酸（DOPA)、邻 苯二酚、芸香苷和抗坏血酸。4. 在用于药物、食品和药品包装的聚合物表面上制备使用可见光活化的氧化钛（IV) 光催化涂层的方法，所述聚合物特别地选自：聚氨基甲酸酯（PU)、聚碳酸酯（PC)、聚氯乙烯 (PVC)、聚四氟乙烯（PTFE)，并且所述方法特征在于其包括三个阶段： a) 使用低温等离子技术对聚合物材料进行表面活化， b) 使用纳米晶体氧化钛（IV)的悬浮液合成氧化钛（IV)的纳米晶体涂层， c) 通过在溶液中应用改性剂使用有机化合物改性所述涂层表面。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于所述活化在氧等离子体或氮等离子体的影响 下进行。6. 如权利要求4和5所述的方法，其特征在于所述活化在0,I-Imbar等离子体压力下 并在5-500s等离子体操作时间内进行。7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于将所述等离子体聚合物材料留在空气中以形 成含氧官能团。8. 如权利要求4所述的方法，其特征在于胶体水溶液形式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用可见光活化的聚合物表面上的氧化钛(IV)的光催化涂层，其特征在于：a)所述涂层涂覆于基板，所述基板为用于药物、食品和药品包装的有机聚合物材料并且特别地选自聚氨基甲酸酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)，b)所述涂层包含纳米晶体氧化钛(IV)或使用有机化合物表面改性的纳米晶体氧化钛(IV)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃伊切赫·马克奇，拉法尔·萨多斯基，普热梅斯劳·拉布斯，玛尔塔·布哈尔斯卡，
申请(专利权)人：雅盖隆大学，
类型：发明
国别省市：波兰;PL