一种光纳米抑菌材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种光纳米抑菌材料及其制备方法和应用，属于纳米材料技术领域。制备方法具体为：将硫酸钛和KOH、尿素反应所得到的产物与聚酰亚胺纤维在NaOH溶液中反应，得到TiO2纳米复合纤维材料，然后将该TiO2纳米复合纤维材料与γ

【技术实现步骤摘要】
一种光纳米抑菌材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，特别是涉及一种光纳米抑菌材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]保证水质的安全卫生是目前人类面临的最富挑战的问题之一。目前，对市政自来水进行处理的传统方法是氯化法，氯气易溶于水，与水结合生成次氯酸和盐酸，具有使用方便、成本低等特点，并且可以留存在水中(余氯)，从而起到持续的杀菌、消毒作用。然而，使用氯化法会产生许多具有长期有害影响的副产物，包括三卤甲烷和卤乙酸等，流行病学研究表明，膀胱癌、直肠癌等可能与饮用含有此类副产物的水有关。
[0003]纳米技术在环境科学中有着广泛的应用，为环境科学提供了新的材料、工艺和技术保障。纳米技术应用在污染物监测和水处理中，已经显示出巨大的优越性和潜在应用价值，与传统环境检测及水处理方法相比，其具有无法比拟的优势。
[0004]目前，对纳米抑菌材料的研制在不断进行中，但现有的纳米抑菌材料应用于水体抑菌仍存在一些问题，比如重金属超标、不适用于饮用水体系以及不能很好的应用于终端水等问题，因此，提供一种抑菌效果优异、适用于自来水抑菌的纳米材料是目前需要解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种光纳米抑菌材料及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，从而实现对自来水安全高效的抑菌作用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术的目的之一是提供一种光纳米抑菌材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将硫酸钛溶于KOH溶液，然后加入尿素，反应得到产物A；
[0009](2)将所述产物A与聚酰亚胺纤维在NaOH溶液中反应，得到TiO2纳米复合纤维材料；
[0010](3)将所述TiO2纳米复合纤维材料与γ
‑
甲基丙烯酸酰氧丙基三甲氧基硅烷和乙烯基甲基三甲氧基硅烷加入有机溶剂中，超声处理后，在73
‑
75℃下反应2
‑
3h，得到改性TiO2纳米复合纤维材料；
[0011](4)将所述改性TiO2纳米复合纤维材料在AgNO3溶液中浸泡，得到所述光纳米抑菌材料。
[0012]进一步地，所述尿素与硫酸钛的摩尔比为1:1；加入尿素后的反应条件为：在180
‑
185℃下反应45
‑
48h。
[0013]进一步地，所述产物A与聚酰亚胺纤维的质量比为1
‑
1.2:5。
[0014]进一步地，所述NaOH溶液的浓度为10
‑
12mol/L。
[0015]进一步地，步骤(2)所述反应温度为182
‑
185℃，反应时间为20
‑
24h。
[0016]进一步地，所述TiO2纳米复合纤维材料与γ
‑
甲基丙烯酸酰氧丙基三甲氧基硅烷和乙烯基甲基三甲氧基硅烷的质量比为10:1.8
‑
2:3
‑
3.4。
[0017]进一步地，步骤(3)所述超声处理的时间为0.3
‑
0.5h。
[0018]进一步地，所述AgNO3溶液的浓度为1
‑
1.2mol/L；步骤(4)所述浸泡的时间为30
‑
45min。
[0019]本专利技术的目的之二是提供利用上述制备方法得到的光纳米抑菌材料。
[0020]本专利技术的目的之三是提供上述光纳米抑菌材料在水处理抑菌中的应用。
[0021]进一步地，所述水处理抑菌为自来水处理抑菌。
[0022]本专利技术公开了以下技术效果：
[0023]本专利技术利用聚酰亚胺纤维为骨架，反应过程中生成的TiO2纤维与聚酰亚胺纤维骨架构成物理交联，从而形成极为丰富的纤维结构，具有巨大的比表面积；后续利用γ
‑
甲基丙烯酸酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH
‑
570)和乙烯基甲基三甲氧基硅烷在溶剂存在的条件下进行材料的改性处理，从而大大提高了最终产品的光抑菌性能。
[0024]本专利技术在材料改性后可直接与银溶液进行复合，改善了现有技术需要先将银制备成银纳米颗粒，再制备纤维复合材料的现状，制备得到光纳米抑菌材料能够用于自来水抑菌处理，且抑菌效果优异，同时不存在重金属超标的问题，满足国家饮用水标准GB5749
‑
2006的规定，能够满足人体健康需求。
具体实施方式
[0025]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0026]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0027]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0028]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0029]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0030]实施例1
[0031]一种用于自来水抑菌的光纳米材料，制备方法如下：
[0032](1)将4g硫酸钛溶于20mL浓度为20mol/L的KOH溶液中，置于75℃水浴锅中搅拌溶
解35min，加入尿素(尿素与硫酸钛摩尔比为1:1)，继续搅拌25min，然后在180℃条件下反应48h，得到产物A；
[0033](2)取10g制得的产物A于12mol/L的NaOH溶液中，然后加入50g聚酰亚胺纤维，在185℃反应24h，得到TiO2纳米复合纤维材料；
[0034](3)取TiO2复合纤维材料10g、γ
‑
甲基丙烯酸酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH
‑
570)1.8g和乙烯基甲基三甲氧基硅烷3g加入400mL叔丁醇中，将反应体系超声处理0.3h，然后在73℃下反应2h，得到改性TiO2纳米复合纤维材料；
[0035](4)将改性TiO2纳米复合纤维材料置于浓度为1.2mol/L的AgNO3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纳米抑菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硫酸钛溶于KOH溶液，然后加入尿素，反应得到产物A；(2)将所述产物A与聚酰亚胺纤维在NaOH溶液中反应，得到TiO2纳米复合纤维材料；(3)将所述TiO2纳米复合纤维材料、γ
‑
甲基丙烯酸酰氧丙基三甲氧基硅烷和乙烯基甲基三甲氧基硅烷加入有机溶剂中，超声处理后，在73
‑
75℃下反应2
‑
3h，得到改性TiO2纳米复合纤维材料；(4)将所述改性TiO2纳米复合纤维材料在AgNO3溶液中浸泡，得到所述光纳米抑菌材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述尿素与硫酸钛的摩尔比为1:1；加入尿素后的反应条件为：在180
‑
185℃下反应45
‑
48h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述产物A与聚酰亚胺纤维的质量比为1
‑
1.2:5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液的浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李科，陈雷，赵嵩颖，李广，王建辉，薛文聪，王雪松，杨雷，邓斌，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：