一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于无机材料技术领域，特别涉及一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法。本发明专利技术通过在沉淀法制备二氧化硅的过程中加入盐酸多巴胺，生成聚多巴胺具备还原性，可还原生成纳米银，另外添加其他的还原剂提高了纳米银的负载率，降低剩余反应液中银含量，然后再生成二氧化硅包覆在纳米银外，聚多巴胺具备粘附性可以防止纳米银以及外层二氧化硅的脱落，提高了纳米银的负载率，减少反应液中的银残留；而且得到的二氧化硅负载纳米银复合材料具有适宜的磨擦清洁能力。有适宜的磨擦清洁能力。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于无机材料
，特别涉及一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]口腔疾病发病率高，患病群体多，其中牙齿疾病严重影响日常生活，甚至可能引发口腔癌，因此呵护牙齿健康，营造良好的口腔环境十分重要。牙膏的选择与使用是预防牙齿疾病的重要环节。牙齿疾病主要是由于口腔中的有害菌群引起，牙膏中添加有抗菌剂能够抑制细菌生长，常用抑菌剂三氯生会与自来水中的氯产生氯仿，存在致癌性，并且其可能影响人体激素分泌，使细菌产生抗药性。而含氟牙膏，氟在对抑制和杀灭细菌同时也对人体存在潜在毒性。银作为广谱抗菌剂，安全、无毒、无刺激，可以预防多种有害微生物引起的口腔疾病，药效持久。
[0003]磨擦剂作为牙膏中的必要成分，可以帮助除去牙齿表面的牙垢。二氧化硅具有化学惰性、牙膏体系相容性和适宜的磨擦值，很适宜作为磨擦剂。但是其多孔、内表面积大，在空气中易吸收水分，储存过程易滋生细菌。
[0004]将二氧化硅负载银制成复合材料既可以解决储存滋生细菌的问题，又可以在牙膏体系中省去抑菌剂的使用。目前二氧化硅负载纳米银主要是通过将合成的二氧化硅进行物理吸附纳米银的方法制备而成，纳米银负载率低，容易脱落，稳定性差，并且制备方法复杂，反应时间长，成本高，剩余反应液中银含量较高，对环境污染大。同时，现有技术将硅酸钠溶液与银离子溶液混合均匀，然后采用酸滴碱的方式，在析出二氧化硅的过程中完成对纳米银的负载，但是，所得材料除了纳米银负载量低，容易脱落，银残留高之外，还会导致二氧化硅的产量和纯度降低。另有相关技术在制得二氧化硅产品后对其进行干燥研磨、表面修饰，然后负载纳米银，但是该方法处理量少，表面修饰时间长(高达18
‑
30h)，生产成本高。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的第一方面是提供一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法，通过在沉淀法制备二氧化硅的过程中加入多巴胺或其盐，生成的聚多巴胺具备还原性，可还原生成纳米银，另外添加其他的还原剂提高了纳米银的负载率，降低剩余反应液中银含量，然后再生成二氧化硅包覆在纳米银外，聚多巴胺具备粘附性可以防止纳米银以及外层二氧化硅的脱落，提高了纳米银的负载率，减少反应液中的银残留；而且得到的二氧化硅负载纳米银复合材料具有适宜的磨擦清洁能力。
[0006]本专利技术的第二方面是提供所述制备方法得到的二氧化硅负载纳米银复合材料。
[0007]本专利技术的第三方面是提供所述二氧化硅负载纳米银复合材料的应用。
[0008]具体地，本专利技术采取如下的技术方案：
[0009]本专利技术的第一方面是提供一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法，包括如
下步骤：
[0010]S1、向硫酸钠与硅酸钠的混合溶液中加入酸进行反应，得到二氧化硅内核；
[0011]S2、使所述二氧化硅内核与多巴胺或其盐、银离子进行反应，得到在二氧化硅内核表面修饰聚多巴胺和负载纳米银的中间材料；
[0012]S3、向所述中间材料中同时加入硅酸钠和酸进行反应，得到在所述中间材料表面包裹二氧化硅外壳的二氧化硅负载纳米银复合材料。
[0013]本专利技术的制备方法中，首先，将硫酸钠溶液与硅酸钠溶液混合，采用酸滴碱的方式，在硫酸钠的作用下可以快速沉淀出二氧化硅，制得结构致密的内核，然后加入多巴胺或其盐，多巴胺在温度较高的条件下可快速聚合生成聚多巴胺，并且银离子的强氧化性提高了多巴胺的聚合速度，然后利用聚多巴胺对二氧化硅的强粘附能力和对银离子的强还原性，在二氧化硅内核上进行表面修饰聚多巴胺和负载纳米银。接着，采用酸碱同滴的方式，在表面修饰聚多巴胺和负载纳米银的二氧化硅内核上继续沉积二氧化硅，形成一层壳，聚多巴胺的存在使二氧化硅的核、壳更好的包裹结合，纳米银不易流失，而且，酸碱同滴生成的二氧化硅外壳疏松多孔，具有适宜的磨擦清洁能力。
[0014]因此，根据本专利技术的制备方法，可以有效提高纳米银的负载率，避免纳米银脱落，使复合材料具有很好的抑菌效果，且得到的二氧化硅负载纳米银复合材料具有适宜的磨擦清洁能力。
[0015]在本专利技术的一些实例中，步骤S1中，所述反应过程中控制pH为9
‑
11，优选9.5
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10.5，例如9，9.5，10，10.5，11等。
[0016]在本专利技术的一些实例中，步骤S1中，反应至pH不小于8.5时停止酸的加入，优选pH达到8.5时停止酸的加入。
[0017]在本专利技术的一些实例中，步骤S1中，所述酸包括硫酸，所述硫酸的浓度为2
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10M，优选4
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6M，例如2M，3M，4M，5M，6M，7M，8M，9M，10M等。
[0018]在本专利技术的一些实例中，步骤S1中，所述酸的加入速度为3
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10m3/h，优选4.5
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7.5m3/h，例如3m3/h，3.5m3/h，4m3/h，4.5m3/h，5m3/h，5.5m3/h，6m3/h，6.5m3/h，7m3/h，7.5m3/h，8m3/h，8.5m3/h，9m3/h，9.5m3/h，10m3/h等。
[0019]在本专利技术的一些实例中，步骤S1中，所述反应的温度为50
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99℃，优选60
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90℃，更有选65
‑
85℃，例如50℃，55℃，60℃，65℃，70℃，75℃，80℃，85℃，90℃，95℃，99℃等。
[0020]在本专利技术的有些实例中，所述硫酸钠与硅酸钠的混合溶液中，硫酸钠与硅酸钠的比例为4
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40g：1mol，例如4g：1mol，6g：1mol，8g：1mol，10g：1mol，12g：1mol，14g：1mol，16g：1mol，18g：1mol，20g：1mol，22g：1mol，24g：1mol，26g：1mol，28g：1mol，30g：1mol，32g：1mol，34g：1mol，36g：1mol，38g：1mol，40g：1mol等。
[0021]在本专利技术的一些实例中，所述硫酸钠与硅酸钠的混合溶液中，硫酸钠的质量浓度为0.1％
‑
2.5％，例如0.1％，0.2％，0.3％，0.4％，0.5％，0.6％，0.7％，0.8％，0.9％，1％，1.2％，1.4％，1.6％，1.8％，2％，2.2％，2.4％，2.5％等；硅酸钠的浓度为0.5
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1.5M，例如0.5M，0.6M，0.7M，0.8M，0.9M，1M，1.1M，1.2M，1.3M，1.4M，1.5M等。
[0022]在本专利技术的一些实例中，考虑到硫酸钠与硅酸钠的溶解性不同，所述硫酸钠与硅酸钠的混合溶液可通过将硫酸钠溶液与硅酸钠溶液混合得到。所述硫酸钠溶液的质量浓度为0.5％
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5％，优选1％
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3％，例如0.5％，1％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅负载纳米银复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、向硫酸钠与硅酸钠的混合溶液中加入酸进行反应，得到二氧化硅内核；S2、使所述二氧化硅内核与多巴胺或其盐、银离子进行反应，得到在二氧化硅内核表面修饰聚多巴胺和负载纳米银的中间材料；S3、向所述中间材料中同时加入硅酸钠和酸进行反应，得到在所述中间材料表面包裹二氧化硅外壳的二氧化硅负载纳米银复合材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述反应过程中控制pH为9
‑
11。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤S1中，反应至pH不小于8.5停止酸的加入。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述反应的温度为50
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99℃。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述硫酸钠与硅酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，梁少彬，吕飞，
申请(专利权)人：广州市飞雪材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：