一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料及其制备方法和应用。所述方法包括：将990

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于抗菌涂层
，具体涉及一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在日常生活中，都市人乘坐交通工具，其车厢内部的清洁及卫生环境自然受到大众关注。现在大部分汽车的通风系统内的密死循环环境均容易积聚有害污染物、化学物(如挥发性有机物)、细菌和病毒。如中国香港般具有庞大交通网络，交通流量高的现代化大都会，这种问题尤其严重。
[0003]目前市面上有几种常被用作空气净化、抗菌和抗病毒的表面涂层，其中一种是用可见光催化材料作为涂层主要物料。光催化功能使污染物氧化，而且具有抗菌及抗病毒能力，能去除材质表面细菌及病毒。锐钛矿形式的二氧化钛是其中一种常用的光催化材料，当受到特定波长的紫外光照射时，它就能发挥光催化抗菌功效。然而，由于汽车所使用的玻璃几乎可以完全阻隔所有紫外光，因此车厢内的紫外光强度相对较低，大大减低其抗菌效能，相对来说，二氧化钛亦只能发挥有限度的功效。而溴氧化铋、氧化钨等光催化材料可以在可见光下发挥抗菌效能，但由于其电子
‑
空穴对复合等原因，在可见光下抗菌效果不佳。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高效抗菌及抗病毒的光催化复合材料及其制备方法和应用。其可应用在不同汽车内饰件的材质上，受可见光激发就能发挥功能，以解决车厢内多种不同底材的抗菌问题。
[0005]为了实现上述的目的，本专利技术提供了一种抗菌及抗病毒光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1：将990
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995质量份乙醇，5
‑
10质量份纯水，2
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10质量份氢氧化钠混合均匀，得到溶液；然后将该溶液电解10
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60分钟，电流密度为0.01
‑
0.2A/cm2，得到混有碳量子点的乙醇透明溶液，之后用乙酸将所得溶液中和至pH值为5.5
‑
7；
[0007]S2：将5
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100质量份四乙氧基硅烷、2
‑
50质量份硅烷偶联剂、0.5
‑
10质量份光引发剂、0.5
‑
20质量份纯水和100
‑
1000质量份步骤S1得到的溶液混合均匀，得到混合溶液；
[0008]S3：将步骤S2得到的混合溶液在50
‑
60℃的条件下搅拌10
‑
60分钟以进行水解，得到硅基溶胶
‑
凝胶；
[0009]S4：将步骤S3得到的硅基溶胶
‑
凝胶中加入0.5
‑
20质量份光催化材料，超声10
‑
30分钟，混合均匀，得到所述抗菌及抗病毒的复合材料。
[0010]进一步地，其中步骤S1中，所述乙醇透明溶液中碳量子点的含量为30
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500mg/L。
[0011]进一步地，其中步骤S1中，所述电解所使用的电极选自铂电极和石墨电极中的至少一种；所述电极包括阳极和阴极，所述阳极或阴极可以为铂电极或石墨电极或二者的组合，所述电解的电流密度为0.01
‑
0.2A/cm2。
[0012]进一步地，其中步骤S2中，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂或长链烷基硅烷偶联剂，可针对不同基底选择不同类型，针对汽车内不同基底，优选氨基硅烷偶联剂，这是因为其适合于比较多的表面，比如玻璃、塑料、不锈钢等。
[0013]进一步地，其中步骤S2中，所述光引发剂选自酰基膦氧化物类光引发剂、苯偶酰类光引发剂、二苯甲酮类光引发剂，由于酰基膦氧化物类光引发剂固化时间短，且不易变黄，优选酰基膦氧化物类光引发剂。
[0014]进一步地，其中步骤S4中，所述光催化材料选自BiOBr、CdS、Fe2O3、WO3、Bi2O3或BiVO4。
[0015]进一步地，其中步骤S4中，所述超声的频率为30
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60KHz。
[0016]为了实现上述的目的，本专利技术还提供了一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料，所述复合材料是通过上述的方法制得。
[0017]为了实现上述的目的，本专利技术还提供了一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料的使用方法，包括以下步骤：将所述复合材料以喷涂、旋涂或刮涂的方法在基底上成膜，形成厚度为5
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30微米的薄膜，之后自然晾干。由于喷涂法操作简单，便于大范围造作，优选喷涂法。喷涂时，压送式喷枪与基底表面保持垂直，工作距离为20
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30cm。
[0018]进一步地，其中所述基底选自玻璃、金属、皮革、塑料和织物中的一种。
[0019]相比于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术所述的复合材料可通过光催化材料与碳量子点之间的良好电子传递，增强其抗菌及抗病毒性能。并且涂层与各种类工件表面具有良好的结合力以提高耐磨性，还可以解决车厢内个别底材与涂层之间附着力差的问题，将其应用在不同汽车内饰件的材质上。此涂层有良好的耐磨功能，适合应用于汽车内经常接触的饰件表面及坐椅上，令车箱内保持长时间的抗菌及抗病毒功能，甚至可以应用于室内经常接触部件，如：门柄、扶手、门锁、升降机的按制及扶手等。该涂层可以良好地粘附在不锈钢、PET塑料、玻璃、棉帆布、法兰绒、聚氨酯和人造皮上，该涂层可以承受压缩空气的吹拂和机械摩擦，且该涂层没有肉眼可见的损坏。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料及其制备方法和应用，下面以具体实施例来说明具体实施方式，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]实施例1
[0023]本实施例提供了一种抗菌及抗病毒的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0024]S1：将995质量份乙醇，5质量份纯水，5质量份氢氧化钠混合均匀，然后将该溶液电解60分钟，电流密度为0.01A/cm2，获得混有约100mg/L碳量子点的乙醇透明溶液，之后用乙酸将所得溶液中和至pH值为6。
[0025]S2：将50质量份四乙氧基硅烷、20质量份硅烷偶联剂、5质量份光引发剂、5质量份纯水、1000质量份步骤S1得到的溶液混合均匀，得到混合溶液。
[0026]S3：将步骤S2得到的混合溶液在50℃的条件下搅拌20分钟以进行水解，得到硅基
溶胶
‑
凝胶。
[0027]S4：将步骤S3得到的硅基溶胶
‑
凝胶中加入7质量份光催化材料溴氧化铋BiOBr，超声(超声频率：40KHz)15分钟混合均匀，得到所述复合材料。
[0028]先使用乙醇和布将工件表面清洁，待该工件表面的乙醇完全挥发后，将上述制备的复合材料直接通过喷涂法应用于金属，皮革，塑料或织物的表面，喷涂时，压送式喷枪与基底表面保持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌及抗病毒的光催化复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将990
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995质量份乙醇，5
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10质量份纯水，2
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10质量份氢氧化钠混合均匀，得到溶液；然后将该溶液电解10
‑
60分钟，得到混有碳量子点的乙醇透明溶液，之后用乙酸将所得溶液中和至pH值为5.5
‑
7；S2：将5
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100质量份四乙氧基硅烷、2
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50质量份硅烷偶联剂、0.5
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10质量份光引发剂、0.5
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20质量份纯水和100
‑
1000质量份步骤S1得到的溶液混合均匀，得到透明溶液；S3：将步骤S2得到的透明溶液在50
‑
60℃的条件下搅拌10
‑
60分钟以进行水解，得到硅基溶胶
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凝胶；S4：将步骤S3得到的硅基溶胶
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凝胶中加入0.5
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20质量份光催化材料，超声10
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30分钟，混合均匀，得到所述抗菌及抗病毒的光催化复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述电解所使用的电极选自铂电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国辉，张智恒，易敏龙，郭瑶，刘佳淼，潘志豪，
申请(专利权)人：香港生产力促进局，
类型：发明
国别省市：