一种二氧化硅多孔抗菌材料及其制备方法和二氧化硅-二氧化钛介孔胶囊结构抗菌材料技术

本申请涉及抗菌材料技术领域，尤其涉及一种二氧化硅多孔抗菌材料及其制备方法和二氧化硅

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅多孔抗菌材料及其制备方法和二氧化硅
‑
二氧化钛介孔胶囊结构抗菌材料


[0001]本申请涉及抗菌材料
，尤其涉及一种二氧化硅多孔抗菌材料及其制备方法和二氧化硅
‑
二氧化钛介孔胶囊结构抗菌材料。

技术介绍

[0002]近年来，光催化剂在各个领域中发展迅速，在水环境处理领域，可有效处理水环境中有机物，光催化剂在光照的情况下，水环境中产生大量的活性羟基，活性羟基的氧化作用下，快速降解水中的污染物。
[0003]如申请公布号为CN106563431A的中国专利公开了一种复合光催化剂及其制备方法、应用，该复合光催化剂包括包括光催化剂内核和多孔材料的外核及空腔用于负载助催化剂，光催化剂的材料选用二氧化钛、氧化锌等材料，该复合光催化剂通过引入助催化剂，而且复合光催化剂中的纳米马达为多核纳米马达，有利于光催化性能的提高。从而可以将其应用于环境领域进行有机物降解。从而可以起到抗菌作用、氧化分解作用等。
[0004]将复合光催化剂应用于消毒领域中时，复合光催化剂抗菌能力较低，限制了复合光催化剂的应用。

技术实现思路

[0005]为了改善复合光催化剂的抗菌能力，本申请提供了一种二氧化硅多孔抗菌材料及其制备方法和二氧化硅
‑
二氧化钛介孔胶囊结构抗菌材料。
[0006]第一方面，本申请提供的一种二氧化硅多孔抗菌材料的制备方法采用的技术方案：一种二氧化硅多孔抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1)，将水玻璃加入至水中，使水玻璃的质量浓度为30
‑
35wt％升温至50
‑
70℃搅拌2
‑
3h，充分溶解，同时加入强酸及Ag
+
、Cu
2+
一种或多种金属盐，调节溶液pH至4
‑
5，Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子与硅酸钠以Si计的质量比为(1
‑
6):100，搅拌混合均匀，静置，过滤，得到负载Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子的均质湿硅酸凝胶；步骤2)，将均质湿硅酸凝胶于100
‑
160℃温度下真空干燥3
‑
5h，得到负载Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子的二氧化硅；步骤3)，将负载Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子的二氧化硅破碎后进行煅烧工序，煅烧完成后进入退火工序，温度降至120
‑
150℃转移至干燥箱中冷却至室温，然后将煅烧退火后的材料进行球磨，得到二氧化硅多孔负载Ag、Cu一种或多种氧化物的抗菌材料。
[0007]通过上述技术方案，调制水玻璃浓度接近饱和状态，加入强酸同时加入可溶性金属盐，得到负载金属离子的均质湿硅酸凝胶，其具有的空间网络结构，对金属离子起到吸附作用，同时在螯合的作用，充分负载金属离子；湿硅酸凝胶进行真空干燥可分解得到白炭黑；白炭黑具有较多的毛细孔，是优异的负载催化剂的材料；在干空气氛围进行煅烧，得到
负载金属氧化物的多孔二氧化硅材料。
[0008]Ag
+
、Cu
2+
具有很强的抗菌杀菌作用，负载在多孔二氧化硅材料上，经过高温空气氛围下煅烧，其金属离子转变成相应的金属氧化物，得到二氧化硅多孔抗菌材料，其中，Ag
+
形成的氧化物包括A2O、AgO、Ag2O2，Cu
2+
离子形成的氧化物包括Cu2O、CuO。
[0009]优选的，步骤1)中，所述水玻璃的模数<3；所述强酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种；所述金属盐为Ag
+
、Cu
2+
的可溶性盐。
[0010]通过上述技术方案，水玻璃的模数<3，常温常压下可在水中溶解；水玻璃与强酸作用可形成均质湿硅酸凝胶沉淀，同时能够负载溶解在溶液中的金属离子；Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子及其氧化物在水中的水解产生的金属离子具有强的杀菌抗菌作用。
[0011]优选的，Ag
+
：Cu
2+
的质量比为1：(0.3
‑
0.6)。
[0012]通过上述技术方案，Ag
+
、Cu
2+
在上述比例中，其抗菌杀菌能力效果较优。
[0013]优选的，步骤3)中，煅烧工序在空气氛围下进行，煅烧工序为分段煅烧，空气的湿度为20
‑
30％；升温速率为10
‑
15℃/min；第一段升温至250
‑
350℃，保温1
‑
1.5h；第二段升温至550
‑
650℃，保温3.5
‑
4h；第三段升温至850
‑
950℃，保温2.5
‑
3.5h。
[0014]通过上述技术方案，在空气氛围下进行煅烧，可将二氧化硅负载的Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子氧化形成相应的氧化物，同时增强二氧化硅材料的强度；Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子在空气氛围下，且在高温环境中，能够形成多种金属氧化物，Ag
+
形成的氧化物包括A2O、AgO、Ag2O2，Cu
2+
离子形成的氧化物包括Cu2O、CuO；在煅烧之后形成的二氧化硅多孔材料负载Ag、Cu氧化物的混合物。
[0015]步骤3)中，在煅烧工序段的空气氛围下，退火工序为分段退火，降温速率为15
‑
25℃/min，第一段降温至550
‑
650℃，保温1
‑
1.5h；第二段降温至120
‑
150℃，保温0.5
‑
1h。
[0016]通过上述技术方案，退火工序在增加二氧化硅材料强度的同时避免因为温度不均造成内部结构的破坏。
[0017]优选的，步骤4)中，球磨后得到的二氧化硅多孔抗菌材料的粒径为1
‑
10μm。
[0018]通过上述技术方案，球磨后的粒径为1
‑
10μm，具有丰富的比表面积，是负载催化剂、消毒产品的优异材料；丰富的比表面积，使Ag、Cu一种或多种氧化物的抗菌活性提升几百倍左右。
[0019]杀菌原理有两方面原理，第一方面，Ag、Cu一种或多种氧化物在水中进行水解，游离出Ag
+
、Cu
2+
；第二方面，由于Ag、Cu一种或多种氧化物的还原电势较高，在其周围形成原子氧，起到杀菌的作用。
[0020]第二方面，一种二氧化硅
‑
二氧化钛介孔胶囊结构抗菌材料，包括多纳米马达复合结构，纳米马达复合结构包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅多孔抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1），将水玻璃加入至水中，使水玻璃的质量浓度为30
‑
35wt%升温至50
‑
70℃搅拌2
‑
3h，充分溶解，同时加入强酸及Ag
+
、Cu
2+
一种或多种金属盐，调节溶液pH至4
‑
5，Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子与硅酸钠以Si计的质量比为（1
‑
6）:100，搅拌混合均匀，静置，过滤，得到负载Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子的均质湿硅酸凝胶；步骤2），将均质湿硅酸凝胶于100
‑
160℃温度下真空干燥3
‑
5h得到负载Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子的二氧化硅；步骤3），将负载Ag
+
、Cu
2+
一种或多种离子的二氧化硅破碎后进行煅烧工序，煅烧完成后进入退火工序，温度降至120
‑
150℃转移至干燥箱中冷却至室温，然后将煅烧退火后的材料进行球磨，得到二氧化硅多孔负载Ag、Cu一种或多种氧化物的抗菌材料。2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅多孔抗菌材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述水玻璃的模数<3；所述强酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种；所述金属盐为Ag
+
、Cu
2+
的可溶性盐。3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅多孔抗菌材料的制备方法，其特征在于，Ag
...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘振顺，丁文鹏，张桐，
申请(专利权)人：浙江枫翎控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：