快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料，其包括基体；在所述基体表面上设置有经原位生长形成的吸附层和灭活层，所述吸附层为沸石、γ型三氧化二铝、活性炭、含有掺杂元素的沸石、含有掺杂元素的γ型三氧化二铝或者含有掺杂元素的活性炭；其中，所述掺杂元素的比例小于或者等于20％；所述掺杂元素为d带电子数为10的过渡金属或者碱金属或者镧系金属或者碱土金属；灭活层为过渡金属氮化物层；吸附层具有吸附病毒和细菌的能力，使得病毒和细菌快速向灭活层移动，提高了灭活层对于病毒和细菌的灭杀速率；本发明专利技术还公开了上述膜层材料的制备方法。层材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及膜层材料
，具体涉及一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们生活水平的提高，越来越多的新材料进入人们的日常生活当中或者科技人员的研究工作当中，尤其是关乎到人体健康的各种物品当中，人们会更加关注它的卫生和安全情况。上述物品在人们的使用过程中会受到空气中细菌的污染，从而给人们的生活带来许多防不胜防的不健康的因素和干扰，为了解决该干扰，人们大量的使用膜层材料来抑制细菌和杀灭细菌。膜层材料通常包括基材以及设置在基材上的膜层，如中国专利文献CN104494229A公开了一种抗菌耐磨纳米复合涂层及制备方法，采用物理气相沉积技术，在要求具备抗菌功能的工件表面沉积MeCuN涂层，该涂层表面分布有纳米尺寸的Cu颗粒，利用纳米Cu颗粒表面自由能高，比表面积大的特点，不需要杀菌材料及太阳光等额外条件，能够自动杀灭工件表面的细菌，同时，还具有较高的硬度，具有较高的耐磨损性能。上述现有涂层是在工件表面上溅射具有杀菌效果的金属元素层或者金属氮化物层，但是，人们发现通过溅射一定量的杀菌元素后的涂层材料在杀菌效果并不是很理想，同时，上述膜层材料短时间内不能有效的杀灭新冠病毒，所以，现在亟需一种能够快速灭杀细菌和新冠病毒的新型膜层材料。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料，其包括基体；在所述基体表面上设置有经原位生长形成的吸附层和灭活层，所述吸附层为沸石、γ型三氧化二铝、活性炭、含有第一掺杂元素的氧化物的沸石、含有第一掺杂元素的氧化物的γ型三氧化二铝或者含有第一掺杂元素和/或第一掺杂元素的氮化物的活性炭；其中，所述第一掺杂元素的质量百分比小于或者等于20wt％，优选 0.5
‑
20wt％，更为优选5
‑
18wt％；所述第一掺杂元素为d带电子数为10 的第一过渡金属或者第一碱金属或者第一碱土金属或者第一镧系金属；其中，所述d带电子数为10的第一过渡金属为Zn、Ag、Au、Cu或Pd；所述第一碱金属为K或Na或Li；所述第一碱土金属为Ba或Ca或Mg；所述第一镧系金属为La或Ce；所述灭活层为第二过渡金属的单金属氮化物或者第二过渡金属的多金属氮化物。
[0004]所述吸附层为微纳多孔材料结构，其具有一定的比表面积，比表面积大于或者等于0.5m2/g，进一步，大于10m2/g为更佳；所述吸附层可以吸附病毒和细菌，使得病毒和细菌快速向灭活层运动，从而加快灭活层对病毒和细菌的灭杀。在吸附层中掺杂会提高吸附层效率，掺杂元素的氧化物的掺杂可以通过形成复合活性位点提升比表面积及单位活性位点的活性，从而提升吸附层对病毒、细菌的吸附能力，加快灭活层对病毒和细菌的灭杀。所述灭活层为微纳多孔材料结构，其在制备过程中会部分渗入所述灭活层中，最深不超过90nm；同时，灭活层也会提供一定的吸附能力，在催化过程中进一步提高灭杀效率。
[0005]进一步，所述吸附层的厚度为10
‑
80nm。
[0006]进一步，所述灭活层为第二过渡金属的单金属氮化物或者第二过渡金属的多金属氮化物；所述第二过渡金属为Zn、Au、Cu、Pd、Pt、Ni、 Rh、Ru、Co、Fe、Mn、Mo或Cr。
[0007]优选地，所述灭活层中，至少一种第二过渡金属的d带电子数为 10。
[0008]进一步优选地，所述灭活层为第二过渡金属的多金属氧化物时，d 带电子数为10的一种第二过渡金属与其他第二过渡金属的质量比为 15:1.8
‑
85:20或者15：1.8：1.2
‑
85:20:8或者15：1.8：1.2： 0.5
‑
85:20:8：3；其中，上述比例分别对应2
‑
3种第二过渡金属。
[0009]进一步，所述灭活层的厚度在10
‑
130nm。
[0010]进一步，所述基材为无纺布、不锈钢丝网、金属板、棉布、纱布、保鲜膜、离型膜、尼龙网、PLA、PAN或者PBS。
[0011]本专利技术还提供了一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料的制备方法，所述吸附层是通过电子枪蒸镀或者电阻蒸镀的方式形成在所述基体表面上，具体如下：将真空抽至3.0
‑
8.0*10
‑3Pa，通入氩气15
‑
20sccm 氩气，使真空度维持在5.0*10
‑3‑
3.0*10
‑2Pa，打开离子源，离子源参数设定在220V，电流为4.0
‑
5.0A，氩离子电离吹扫基材30
‑
60s，将氩气通气量降低，并通入0
‑
80sccm的氧气，使真空度维持在 9.0*10
‑3‑
2.5*10
‑2Pa；将电子枪电流或者电阻电流设定在50
‑
350mA，蒸发速率保持在3.0
‑
10.0埃/秒，进行蒸镀得到吸附层。当然，为了更快得到相应的产品，可以采用多源共蒸，如双源共蒸等。
[0012]进一步，蒸镀完吸附层后，继续开启离子源，关闭氧气，通入氩气和氮气，氮气的流量为30
‑
80sccm，继续使真空度维持在 9.0*10
‑3‑
2.5*10
‑2Pa；离子源参数设定在220V，电流5.6
‑
6.5A；将电子枪电流或者电阻电流设定在4
‑
350mA，蒸发速率保持在0.1
‑
3.0埃/ 秒，进行蒸镀得到灭活层，进而得到膜层材料；其中，所述灭活层部分渗透进所述吸附层。其中，蒸镀灭活层可以根据膜料或者靶材采用单源蒸镀或者多源共蒸，当然，为了提高效率，也可以针对单膜料或者单靶材进行多源共蒸。
[0013]本专利技术还提供了一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料的制备方法，其特征在于，所述吸附层是通过磁控溅射的方式形成在所述基体表面上，具体如下：将真空抽至3.0
‑
8.0*10
‑3Pa，通入氩气15
‑
20sccm 氩气，使真空度维持在5.0*10
‑3‑
3.0*10
‑2Pa，打开离子源，离子源参数设定在220V，电流为4.0
‑
5.0A，氩离子电离吹扫基材30
‑
60s，将氩气通气量降低，并通入0
‑
80sccm的氧气，使真空度维持在 9.0*10
‑3‑
2.5*10
‑2Pa；控制磁控溅射功率在50
‑
400W，蒸发速率保持在 3.0
‑
10.0埃/秒，进行溅射得到吸附层。当然，为了更快得到相应的产品，可以采用多源溅射，如双源溅射等。
[0014]进一步，溅射形成吸附层后，继续开启离子源，关闭氧气，通入氩气和氮气，氮气的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料，其特征在于，其包括基体；在所述基体表面上设置有经原位生长形成的吸附层和灭活层，所述吸附层为沸石、γ型三氧化二铝、活性炭、含有第一掺杂元素的氧化物的沸石、含有第一掺杂元素的氧化物的γ型三氧化二铝或者含有第一掺杂元素和/或第一掺杂元素的氮化物的活性炭；其中，所述第一掺杂元素的质量百分比小于或者等于20wt％；所述第一掺杂元素为d带电子数为10的第一过渡金属或者第一碱金属或者第一碱土金属或者第一镧系金属；其中，所述d带电子数为10的第一过渡金属为Zn、Ag、Au、Cu或Pd；所述第一碱金属为K或Na或Li；所述第一碱土金属为Ba或Ca或Mg；所述第一镧系金属为La或Ce；所述灭活层为第二过渡金属的单金属氮化物或者第二过渡金属的多金属氮化物。2.根据权利要求1所述的膜层材料，其特征在于，所述吸附层的厚度为10
‑
80nm。3.根据权利要求2所述的膜层材料，其特征在于，所述第二过渡金属为Zn、Au、Cu、Pd、Pt、Ni、Rh、Ru、Co、Fe、Mn、Mo或Cr。4.根据权利要求3所述的膜层材料，其特征在于，所述灭活层中，至少一种第二过渡金属的d带电子数为10。5.根据权利要求4所述的膜层材料，其特征在于，所述灭活层为第二过渡金属的多金属氧化物时，d带电子数为10的一种第二过渡金属与其他第二过渡金属的质量比为15:1.8
‑
85:20或者15：1.8：1.2
‑
85:20:8；其中，上述比例分别对应2
‑
3种第二过渡金属。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的膜层材料，其特征在于，所述灭活层的厚度在10
‑
130nm，该厚度包括渗入到吸附层中的厚度，是真空蒸镀机显示的厚度。7.根据权利要求1
‑
5任一所述的膜层材料，其特征在于，所述基材为无纺布、不锈钢丝网、金属板、棉布、纱布、保鲜膜、离型膜、尼龙网、PLA、PAN或者PBS。8.一种快速杀灭冠状病毒和细菌的膜层材料的制备方法，其特征在于，所述吸附层是通过电子枪蒸镀或者电阻蒸镀的方式形成在所述基体表面上，具体如下：将真空抽至3.0
‑
8.0*10
‑3Pa，通入氩气15
‑
20sccm氩气，使真空度维持在5.0*10
‑3‑
3.0*10
‑2Pa，打开离子源，离子源参数设定在220V，电流为4.0
‑
5.0A，氩离子电离吹扫基材30
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【专利技术属性】
技术研发人员：钱若棨，钱敬吉，
申请(专利权)人：苏州道一至诚纳米材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：