Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料、制备方法及其应用，解决了现有的抗菌硅藻土是进行物理混合抗菌剂，这种宏观混合不仅混合不均匀并且对硅藻土的吸附性能也没有促进优化作用，因此，抑菌性能并不理想的技术问题。本发明专利技术的复合抗菌材料包含TiO2和Cu4Ti2O抗菌物质，本发明专利技术的催化剂的制备方法包括：将硅藻土溶解于乙二醇中得到硅藻土分散液；向硅藻土分散液中加入TiCl4溶液，再加入正十二烷醇分散处理得到粘稠液体；向粘稠液体中加入CuSO4并溶解得到反应前驱体液；将反应前驱体液在160

【技术实现步骤摘要】
Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及抗菌材料
，具体涉及一种Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]硅藻土是硅藻土是一种硅质岩石，主要由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主，可用SiO2·
nH2O表示，主要成分为蛋白石及其变种，富含多种有益矿物质，质地轻软，电子显微镜显示其粒子表面具有无数微小的孔穴，并且孔的尺寸约为纳米级。由于硅藻土的大孔，在吸附应用方面引起了巨大的研究关注，同时是制备多孔复合材料的有希望的模板之一。因此，硅藻土具有出色的吸附性能。另外，硅藻土无毒，具有强的耐酸性和低的导热性，获得成本低。目前，硅藻土已在各种应用中用作吸附剂、填料、催化剂载体和用于能量转换和存储的电极材料。硅藻土也因其优异的性能而被归类为生态环境功能材料，具有净化和与环境兼容的能力。但是，硅藻土的分散性和与其他聚合物基体材料的相容性都比较差，这种情况可能大大降低硅藻土复合材料的力学机械性和强度。因此，当我们选择使用硅藻土填料作为一种基体增强改性填料时，首先必须对基体进行表面改性，目的是为了大大提高与其它聚合物基体的相容性，这在增强聚合物方面起着重要作用。硅藻泥也因为它具有纳米疏松状的多孔结构而产生具有除室内甲醛、净化室内空气、调节室内湿度、杀菌除臭等一系列的环保功能作用，这些优点和环保特性都可以使得天然硅藻泥在我们的家装装饰行业和室内设计装修领域中受到越来越多广大家庭消费者的喜爱和青睐，目前已逐渐被市场和消费者接受。
[0003]目前市场上最常见的硅藻净化类装饰材料是硅藻涂料，其净化机理都是通过硅藻土的多孔结构吸附捕捉空气中的挥发性有机化合物，然后利用产品中添加的功能催化剂(如光触媒、纳米银等)或活性化学反应物质，对所吸附的有害物质进行分解或反应，进而达到净化的目的。但是目前的研究多为硅藻土与抗菌剂物理混合，以实现硅藻土抗菌性能的提高，这种宏观混合不仅混合不均匀并且对硅藻土的吸附性能也没有促进优化作用，最终获得的复合材料的抗菌性能并不好。
[0004]因此，有必要研究新的硅藻土复合材料以及方法，以期获得更好的抗菌性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：现有的抗菌硅藻土均是进行物理混合抗菌剂以实现硅藻土抗菌性能的提高，这种宏观混合不仅混合不均匀并且对硅藻土的吸附性能也没有促进优化作用，因此，抑菌性能提高有限。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料，包括TiO2、Cu4Ti2O和硅藻土。
[0008]本专利技术通过特定的方法得到由TiO2、Cu4Ti2O和硅藻土复合而成的抗菌材料，由抗菌材料TiO2和Cu4Ti2O分散在多孔硅藻土中，利于提高硅藻土的抗菌性。
[0009]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料，所述TiO2和Cu4Ti2O呈颗粒状分布于硅藻土中。
[0010]抗菌材料TiO2和Cu4Ti2O呈颗粒状分布在多孔硅藻土中，分布更为分散，抗菌效果更好。
[0011]Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]步骤1：将硅藻土分散于乙二醇中得到硅藻土分散液；
[0013]步骤2：向步骤1中的硅藻土分散液中加入TiCl4溶液，再加入正十二烷醇并进行分散处理得到粘稠液体；
[0014]步骤3：向步骤2中的粘稠液体中加入CuSO4并溶解得到反应前驱体液；
[0015]步骤4：将步骤3中的反应前驱体液加入到高压容器中在160
‑
200℃反应温度条件下反应得到反应液；
[0016]步骤5：将步骤4得到的反应液进行离心、洗涤、干燥得到抗菌复合硅藻泥。
[0017]本专利技术通过化学方法制备抗菌复合硅藻泥，抗菌材料在硅藻土中的分散更为均匀，抗菌效果更好。
[0018]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，所述TiCl4与硅藻土的质量比为1
‑
3:5。
[0019]进一步地，所述TiCl4与硅藻土的质量比为1
‑
1.5:5。
[0020]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，所述CuSO4与硅藻土的质量比为1:2
‑
2:1。
[0021]进一步地，所述CuSO4与硅藻土的质量比为1:1。
[0022]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，所述正十二烷醇与硅藻土的质量比为1000
‑
1500：1。
[0023]所述正十二烷醇与硅藻土的质量比为1200
‑
1300：1
[0024]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，所述步骤4中，所述反应温度为160
‑
180℃，反应时间为6
‑
16小时。
[0025]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，所述步骤4中，所述反应温度为180℃，反应时间为6
‑
12小时。
[0026]本专利技术优选的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，所述步骤1和步骤3中采用封膜超声进行溶解，所述步骤2中的分散处理为超声处理。
[0027]本专利技术通过在硅藻土中采用化学反应合成含有抗菌剂TiO2和Cu4Ti2O的复合硅藻泥，其中的TiO2呈较大的微晶状，且具有较好的结晶度，具有更大的表面积，孔径和孔体积，从而改善了TiO2和Cu4Ti2O在硅藻泥载体表面的分布和分散性。
[0028]Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料在抑菌方面的应用。
[0029]本专利技术具有如下的优点和有益效果：
[0030]1、本专利技术制备出的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料，含有TiO2和Cu4Ti2O两种抗菌材料，且分散在多孔硅藻土中，抗菌效果好。
[0031]2、本专利技术通过在硅藻土中采用化学反应合成含有抗菌剂TiO2和Cu4Ti2O的复合硅藻泥，其中的TiO2呈较大的微晶状，且具有较好的结晶度，具有更大的表面积，孔径和孔体积，其中BET比表面积达到了207m2/g，孔体积为0.305cc/g，是普通硅藻土的近5倍，孔尺寸
为3.9nm左右，从而改善了TiO2和Cu4Ti2O在硅藻泥载体表面的分布和分散性，且Cu/TiO2/硅藻泥样品的3D介孔通道可以很好地控制在孔通道中的TiO2量子点的尺寸，另外，其禁带宽度较窄，为3.02eV，这些因素利于获得好的光催化活性。
[0032]3、本专利技术的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料在光催化过程中，能以TiO2结构为模板，它们可以增强光催化活性，会更多地暴露于光子，硅藻泥作为载体不仅可以非常有效地收集和传输光，而且还可以自然地排列分子以这种方式存在，使得光子有很多光路在结构内移动，从而使更多的分子暴露在光下，从而提高抑菌性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料，其特征在于，包括TiO2、Cu4Ti2O和硅藻土。2.根据权利要求1所述的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料，其特征在于，所述TiO2和Cu4Ti2O呈颗粒状分布于硅藻土中。3.如权利要求1或2所述的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将硅藻土分散于乙二醇中得到硅藻土分散液；步骤2：向步骤1中的硅藻土分散液中加入TiCl4溶液，再加入正十二烷醇并进行分散处理得到粘稠液体；步骤3：向步骤2中的粘稠液体中加入CuSO4并溶解得到反应前驱体液；步骤4：将步骤3中的反应前驱体液加入到高压容器中在160
‑
220℃反应温度条件下反应得到反应液；步骤5：将步骤4得到的反应液进行离心、洗涤、干燥得到抗菌复合硅藻泥。4.根据权利要求3所述的Cu/TiO2/硅藻泥复合抗菌材料的的制备方法，其特征在于，所述TiCl4与硅藻土的质量比为1
‑
3:5。5.根据权利要求3或4所述的Cu/TiO2/硅藻泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓林，缪应纯，刘开全，刘艳米，唐旭其，李艳，
申请(专利权)人：曲靖师范学院，
类型：发明
国别省市：