一种锌沸石抗菌材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种锌沸石抗菌材料的制备方法及应用，属于抗菌材料技术领域，该抗菌材料的制备方法包括以下步骤：称取沸石粉末，加入ZnCl

Preparation and application of a zinc zeolite antibacterial material

【技术实现步骤摘要】
一种锌沸石抗菌材料的制备方法及应用
本专利技术涉及抗菌材料
，更具体地说，它涉及一种锌沸石抗菌材料的制备方法及应用。
技术介绍
随着人们生活质量的不断提高，抗菌材料的应用越来越广。许多研究表明银系抗菌对细菌、霉菌有较好的抑制作用，在各个领域中都有广泛的研究应用。随着银的广泛使用，人们接触的银离子日益增多。作为一种人体不需要的重金属元素，银离子在人体内积累多了就会产生毒害作用。此外，银系抗菌价格昂贵，银离子不够稳定容易被还原沉积，产生变色，因此，开发其它无机抗菌具有非常重要意义。重金属离子都具有一定的抗菌效果，但效果较好的是银、铜和锌。因为铜离子有严重的颜色影响，所以其应用受到很大的限制；而锌是人体必须的微量元素，锌参与了人体内80多种酶的代谢过程，是人体生长发育、生殖遗传、免疫内分泌、神经、体液等重要生理过程中必不可少的物质，缺锌会对人体的各系统产生不利影响。因此利用锌离子制备抗菌材料，应用到人们的日常生活中，可谓是一举两得的好办法。抗菌沸石是以沸石为基体接上杀菌性金属离子而制得,是一种多功能材料,具有耐酸、耐碱、长效、广谱的杀菌和抑菌作用。它对大肠杆菌、霉菌、热脂肪芽孢杆菌、枯草杆菌等有良好杀菌作用。目前已对多种天然和合成沸石进行了研究，探索了干湿循环法、液相离子交换法和固相反应法等制备抗菌沸石的方法。光催化抗菌材料有TiO2、ZrO2、ZnO等。在这些光催化材料中，研究最多的是TiO2系列抗菌材料。用作光催化材料的TiO2主要有两种晶型，一种是锐钛矿型TiO2，它的禁带宽度为3.2ev；另一种是金红石型TiO2，它的禁带宽度约为3.0ev。光激发使价带电子跃迁至导带，导带中具有强还原性的是被激发的电子，而价带中的空穴具有强氧化能力。锐钛矿型TiO2，在PH＝1时的带隙为312ev，相当于波长为400nm的光的能量，在紫外光的照射下(紫外光的波长为387.5nm)，能吸收能量高于其禁带宽度波长的辐射，导致价带电子向导带跃迁，从而在价带形成空穴，在导带形成电子，即空穴电子对。由于表面空间电荷层发生能级弯曲，导致空穴沿着表面形成电位降，向表面移动。空穴对电子有吸引作用，具有氧化能力。由于能量传递，形成活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光催化反应，具有光催化能力，并且可杀菌。有鉴于此，本专利技术提供一种新型的锌沸石抗菌材料的制备方法及应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种锌沸石抗菌材料的制备方法及应用，具有防霉、防潮、稳定性好的优点，克服了传统抗菌材料昂贵、效果不佳等不足。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种锌沸石抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：S1、锌沸石络合物粉末的制备称取粒度小于0.12mm的沸石粉末10-13.5g,加入1-2mol/LZnCl2溶液50ml，在40-70℃下振荡2-10h,使其充分进行离子交换,然后离心分离,用蒸馏水洗涤至洗涤液中不含Zn2+离子,洗后的沸石粉末在75-95℃下烘干，得到锌沸石络合物粉末；S2、Ce/TiO2基体的制备在纳米TiO2中加入去离子水，再按照TiO2与Ce(NO3)3的物质的量之比为20-80：1的比例，加入Ce(NO3)3，通过超声波振荡仪分散15-50min，得到Ce/TiO2基体；S3、锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料的制备将步骤S1中制得的锌沸石络合物粉末加入到步骤S2中制得的Ce/TiO2基体中，加入稀HNO3溶液调节反应液的PH值，以使反应液控制在PH值为3-11，在60-70℃恒温水浴中搅拌0.5h，取出，然后借助布氏漏斗以抽滤的方式过滤，并在鼓风干燥箱中干燥2h，然后通过马弗炉中在300-800℃下焙烧2h，研磨，制得锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料。通过上述技术方案，沸石粉起到了良好的吸附作用，在锌沸石的表面包裹着一层均匀分布的纳米TiO2，且形成的锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料仍为纳米级，对大肠杆菌、霉菌有很好的的抑制作用、稳定性好，且制备方法简单。将Ce引入到TiO2晶格结构内部，从而在其晶格中引入新电荷、形成缺陷或改变晶格类型，影响光生电子和空穴的运动状况、调整其分布状态或者改变TiO2的能带结构，最终导致TiO2的光催化活性发生改变。进一步优选为：所述纳米TiO2质量为3g，所述去离子水为100ml。进一步优选为：在步骤S3中，所述布氏漏斗包括漏斗本体和筒芯，所述漏斗本体包括外筒和连接在所述外筒底部的管体，所述筒芯可拆卸安装在所述外筒内，所述筒芯用于置放待抽滤的物料。进一步优选为：所述筒芯包括内筒和内管，所述内筒顶部为敞口设置，底部固定有滤板，所述滤板逐渐向中部凹陷，所述滤板上开设有出水口和中心口，所述中心口位于所述滤板中心，所述出水口与所述中心口连通；所述内管固定在所述滤板底部且插设在所述管体内，所述内筒通过所述出水口、中心口与所述内管连通。进一步优选为：所述出水口设置有多个，多个所述出水口均布在所述中心口四周，所述出水口向靠近所述中心口方向宽度逐渐变窄。进一步优选为：所述内筒顶部固定有支耳，所述支耳设置在所述内筒的相对两侧，所述外筒顶部两侧开设有与所述支耳相对应的缺口，所述支耳支撑在所述缺口内。进一步优选为：所述外筒内壁四周固定有承台，所述承台位于所述外筒下部，所述滤板支撑在所述承台上。进一步优选为：所述承台支撑在所述滤板的四周边缘，所述滤板上表面与为弧形且与所述滤板底面相适配。一种锌沸石抗菌材料的应用，将所制得的所述锌沸石抗菌材料应用于消毒产品或抗菌产品。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：纳米TiO2具有活性高、抗菌速度快、热稳定性好、长期有效、价格低以及对人体无害等优点因而成为最受关注的一种无机抗菌材料。然而，纳米TiO2与空气发生接触，会发生团聚现象，导致颗粒粒径不一，因此本专利技术以锌沸石为载体、纳米TiO2为主要原料、掺入铈，利用光催化作用产生一定的抗菌防霉效果，从而制得具有抗菌、防霉、防潮、稳定性好的抗菌材料。与传统抗菌材料相比，本专利技术制备的锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料，沸石粉起到了良好的吸附作用，在锌沸石的表面包裹着一层均匀分布的纳米TiO2，且形成的锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料仍为纳米级，对大肠杆菌、霉菌有很好的的抑制作用，稳定性好，且制备方法简单。附图说明图1是实施例1中布氏漏斗的结构图，主要用于体现布氏漏斗的外部结构；图2是实施例1中布氏漏斗的俯视图，主要用于体现布氏漏斗的结构；图3是实施例1中布氏漏斗的剖视图，主要用于体现布氏漏斗的内部结构；图4是实施例1中布氏漏斗的结构图，主要用于体现漏斗本体的结构；图5是实施例1中布氏漏斗的结构图，主要用于体现筒芯的结构；图6是实施例1中的锌沸石-Ce/TiO2-1与空白对照组的抗菌效果对比图，其中图片上部分为空白对照组的抗菌效果图，图片下部分为锌沸石-Ce/TiO2-1的抗菌效果图；图7是实施例2中的锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌沸石抗菌材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、锌沸石络合物粉末的制备/n称取粒度小于0.12mm的沸石粉末10-13.5g，加入1-2mol/L ZnCl

【技术特征摘要】
1.一种锌沸石抗菌材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、锌沸石络合物粉末的制备
称取粒度小于0.12mm的沸石粉末10-13.5g，加入1-2mol/LZnCl2溶液50ml，在40-70℃下振荡2-10h,使其充分进行离子交换,然后离心分离,用蒸馏水洗涤至洗涤液中不含Zn2+离子,洗后的沸石粉末在75-95℃下烘干，得到锌沸石络合物粉末；
S2、Ce/TiO2基体的制备
在纳米TiO2中加入去离子水，再按照TiO2与Ce(NO3)3的物质的量之比为20-80：1的比例，加入Ce(NO3)3，通过超声波振荡仪分散15-50min，得到Ce/TiO2基体；
S3、锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料的制备
将步骤S1中制得的锌沸石络合物粉末加入到步骤S2中制得的Ce/TiO2基体中，加入稀HNO3溶液调节反应液的PH值，以使反应液控制在PH值为3-11，在60-70℃恒温水浴中搅拌0.5h，取出，然后借助布氏漏斗以抽滤的方式过滤，并在鼓风干燥箱中干燥2h，然后通过马弗炉中在300-800℃下焙烧2h，研磨，制得锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料。


2.根据权利要求1所述的一种锌沸石抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述纳米TiO2质量为3g，所述去离子水为100ml。


3.根据权利要求1所述的一种锌沸石抗菌材料的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，所述布氏漏斗包括漏斗本体(1)和筒芯(2)，所述漏斗本体(1)包括外筒(11)和连接在所述外筒(11)底部的管体(12)，所述筒芯(2)可拆卸安装在所述外筒(11)内，所述筒芯(2)用于置放待抽滤的物料。


4.根据权利要求3所述的一种锌沸石抗菌材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦良，罗畯欢，杨晶，周惠娟，吴州，
申请(专利权)人：南宁师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45