一种异质结构抑菌剂制造技术

本发明专利技术提供一种异质结构抑菌剂，按质量百分比计算，包括以下原料：聚硅氧烷微球10～30％和水性溶剂30～80％，聚硅氧烷微球包括Cu2O

【技术实现步骤摘要】
一种异质结构抑菌剂


[0001]本专利技术属于抗菌
，具体地，涉及一种异质结构抑菌剂。

技术介绍

[0002]光催化降解使将光能转化为化学能的一种技术，光催化剂吸收特定波长的电磁辐射后，受到激发产生电子(e
－
)和空穴(h
+
)，电子、空穴和空气、水等介质相互作用，生产具有强氧化性的
·
OH和
·
O
2－
等含氧活性基团，并使之和空气中的有机物及各种细菌发生降解反应，从而达到净化空气、抗菌防霉、防污除臭等功能。
[0003]Cu2O的带隙宽度为2.0～2.2eV，能够被400～760nm波长范围的光所激发，将Cu2O应用于光催化降解上，能够提高光催化降解过程中对可见光的利用率，并且其光电转化率理论值比较高，基于此，Cu2O作为一种非常有潜力的光催化半导体，倍受环境治理领域的高度重视。然而，Cu2O的光生电子和空穴分离效率并不高，这对Cu2O的光催化活性形成了很大的限制。另一方面，Cu2O几乎不溶于水，在潮湿的空气中容易被氧化而转化为Cu
2+
，这也不利于Cu2O在水性雾剂中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种异质结构抑菌剂，以将Cu2O应用于具有高抑菌活性的水性抑菌剂。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种异质结构抑菌剂，按质量百分比计算，包括以下原料：聚硅氧烷微球10～30％和水性溶剂30～80％，聚硅氧烷微球包括Cu2O
‑<br/>AO异质结构和聚硅氧烷外壳，Cu2O
‑
AO异质结构被包裹于聚硅氧烷外壳之中，在Cu2O
‑
AO异质结构中，AO表示带隙宽度不低于3eV的n型半导体。本专利技术利用具有宽带隙的n型半导体与具有窄带隙的Cu2O形成p
‑
n结异质结构：相对于Cu2O窄带隙半导体而言，由此构成的异质结构可以通过内置电场抑制光生电子
‑
空穴对的复合，从而延长了光生载流子的寿命，提高了半导体光催化剂的光催化活性；相对于以AO作为代表的宽带隙半导体而言，可以缩小带隙宽度，拓宽半导体光催化剂的有效激发波长范围。另一方面，本专利技术通过利用聚硅氧烷外壳包裹含有Cu2O的异质结构，避免Cu2O暴露于溶剂、空气中的水分中，有效地延缓了Cu2O的氧化，从而延长了抑菌剂的使用寿命。另一方面，利用聚硅氧烷外壳包裹，能够避免不溶于水的Cu2O的团聚和沉降，从而提高了抑菌剂的均匀性和储存稳定性，而呈透明状的聚硅氧烷外壳并不会影响Cu2O
‑
AO异质结构对激发光的吸收，能够使的Cu2O
‑
AO异质结构在相对稳定的环境下持续地正常发挥其光催化效果。基于上述理由，本专利技术所提供的抑制结构抑菌剂能够在可见光的激发下，能够对多种有害菌发挥有效的抑制、杀灭作用。
[0006]优选地，AO为TiO2或ZnO。TiO2和ZnO都属于宽禁带宽度的半导体材料，两者的禁带宽度都约为3.2eV，采用具有宽禁带的TiO2或ZnO与Cu2O构成的异质结构具有良好的光催化活性。
[0007]优选地，AO为ZnO，Cu2O
‑
AO异质结构为Cu2O
‑
ZnO异质结构。ZnO是一种性质优良的半
导体金属氧化物，与TiO2相比，ZnO具有更高的光吸收效率，因此能够呈现更高的光催化活性和抗菌性能，此外，ZnO的生产成本比TiO2更低，具有更广阔的推广应用前景。
[0008]优选地，Cu2O
‑
ZnO异质结构采用水热法制备，水热反应的条件为在70～100℃下反应2.5～4h；用于进行水热反应的反应液按照如下步骤配制：S1.按照Zn
2+
:Cu
2+
＝2:0.3～0.6的摩尔比例称取水溶性锌盐和水溶性铜盐，并将水溶性锌盐和水溶性铜盐同于水中，形成水溶液；S2.将S1制得的水溶液滴加到二
‑
(2
‑
乙基己基)磺化琥珀酸钠的醇溶液中，混合均匀，然后向其中加入还原剂和碱，至形成悬浊液，以悬浊液为反应液。上述方法操作简单，反应温和，所制得的Cu2O
‑
ZnO异质结构的粒径较小，具有较大的比表面积，从而为光催化反应提供了更多的活性反应位点。
[0009]优选地，水溶性锌盐和水溶性铜盐中的至少一种为柠檬酸盐。采用柠檬酸盐作为锌源或铜源参与制备Cu2O
‑
ZnO异质结构的水热反应，反应物中的柠檬酸根在水热反应过程中转化为碳量子点，碳量子点掺杂在含有Cu2O
‑
ZnO异质结构的产物中，能够进一步地抑制光生电子
‑
空穴对的复合，提高Cu2O
‑
ZnO异质结构的光催化活性。
[0010]优选地，还原剂为硼氢化钠。硼氢化钠具有良好的还原性，能够将参与水热反应的铜盐还原成Cu2O，另一方面，水热反应结束后，来源于硼氢化钠中的硼元素掺杂在含有Cu2O
‑
ZnO异质结构的产物中，能够进一步地抑制光生电子
‑
空穴对的复合，提高Cu2O
‑
ZnO异质结构的光催化活性。
[0011]优选地，聚硅氧烷微球按照如下方法制备：按含有Cu2O
‑
AO异质结构的溶液：硅烷单体＝2～3:1～2的重量比，将含有Cu2O
‑
AO异质结构的溶液和硅烷单体混合，静置至得到白色沉淀物，白色沉淀物为聚硅氧烷微球；硅烷单体为硅烷单体选自含甲氧基或乙氧基的硅烷类单体。按照上述方法制得的聚硅氧烷微球呈微球状。
[0012]优选地，其原料还包括硅烷偶联剂，按质量比计算，硅烷偶联剂：聚硅氧烷微球＝0.5～3:10。配方中的硅烷偶联剂与聚硅氧烷微球的聚硅氧烷外壳相配合，从而使得聚硅氧烷微球能够均匀地分散在水性溶剂中，从而使得本专利技术所提供的抑菌剂具有良好的均匀性和储存稳定性。
[0013]优选地，按质量百分比计算，其原料还包括金属离子1～5％，金属粒子包括银离子、铜离子中的至少一种。铜离子和银离子的掺杂有效地提高了光触媒组合物的杀菌效果。银离子可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(
‑
SH)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡，当细菌被银离子杀后，银离子又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程，使光触媒组合物具有持久的杀菌活性。铜离子和细菌外膜之间的直接相互作用使细菌外膜破裂，之后铜离子作用于细菌外膜上的破洞，使细胞失去必要的营养物质和水分，最终萎缩；由于细胞的主要防护(外层膜)已被攻破，铜离子流可以势无阻挡地进入细胞内部，过量的铜离子使细胞内部一些重要的流程被破坏，阻碍细胞新陈代谢(比如生命必须的生化反应)，从而达到杀菌的作用效果。
[0014]优选地，按质量百分比计算，其原料还包括羟基磷灰石1～10％。羟基磷灰石羟基中的能够与甲醛发生相互作用，从而提高使杀菌剂对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结构抑菌剂，其特征在于，按质量百分比计算，包括以下原料：聚硅氧烷微球10～30％和水性溶剂30～80％，所述聚硅氧烷微球包括Cu2O
‑
AO异质结构和聚硅氧烷外壳，所述Cu2O
‑
AO异质结构被包裹于所述聚硅氧烷外壳之中，在所述Cu2O
‑
AO异质结构中，AO表示带隙宽度不低于3eV的n型半导体。2.如权利要求1所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述AO为ZnO，所述Cu2O
‑
AO异质结构为Cu2O
‑
ZnO异质结构。3.如权利要求2所述异质结构抑菌剂，其特征在于：所述Cu2O
‑
ZnO异质结构采用水热法制备，水热反应的条件为在70～100℃下反应2.5～4h；用于进行所述水热反应的反应液按照如下步骤配制：S1.按照Zn
2+
:Cu
2+
＝2:0.3～0.6的摩尔比例称取水溶性锌盐和水溶性铜盐，并将所述水溶性锌盐和所述水溶性铜盐同于水中，形成水溶液；S2.将所述S1制得的所述水溶液滴加到二
‑
(2
‑
乙基己基)磺化琥珀酸钠的醇溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶勤政，竹内栄治，朱宁，彭开美，谭邵早，熊军，陈新颖，李正锋，方俊山，姚明泽，梁海霞，史慧贤，全昌云，
申请(专利权)人：广东森格安环保新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：