一种HA@C@TiO2@Ag-MOF多层空心复合微球材料、其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种HA@C@TiO2@Ag

【技术实现步骤摘要】
一种HA@C@TiO2@Ag
‑
MOF多层空心复合微球材料、其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及功能性新材料制备
，尤其涉及一种HA@C@TiO2@Ag
‑
MOF多层空心复合微球材料、其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]紫外线是一种波长比可见光短的电磁波，其波长在200
‑
400nm之间。按波长长短可将紫外线分为短波UVC(200
‑
280nm)、中波UVB(280
‑
320nm)、长波UVA(320
‑
400nm)。太阳光中能穿过大气层辐射到地面的紫外线占总能量的6％，紫外线因其灭菌和促进体内合成纤维素D，而能使人类获益，但同时也有加速人体皮肤老化及产生癌变的可能。近年来，世界各国大量使用氟利昂等氟氯烷类物质，造成了臭氧层破坏，使得阳光中辐射到地面的紫外线增强，对人体皮肤的危害性也越来越大。皮肤作为人体最大的器官，承担着保护身体、调节体温、排放废物等重要功能，因此保护好皮肤也变得越来越重要，人们常常使用头盔、面罩、手套，防晒服、护肤品、做面膜、去美容院进行美容护肤等方式来保护皮肤。
[0003]市面上现有的用于皮肤抑菌防辐射的材料主要有碳纤维、氧化锌、纳米银等，这些材料在生物分类学与医学领域已被广泛研究和应用，也被认为具有很好的抑菌、抗辐射性能。然而这些材料的辐射防护效果仍然很有限，其防护效果难以达到国家标准规定的防护要求，不能有效地保护人体免受辐射伤害，而且这些材料抑菌性能也不稳定，抑菌性能会随着时间的推移而降低，导致其在长期使用中无法保持有效的抑菌效果。此外，近年来空气质量逐渐恶化，空气中悬浮有大量的细颗粒物，其中含有大量的重金属、微生物等有害物质，这种细颗粒物的直径小于2.5微米，粒径小，活性强，容易粘附于皮肤上并能深入到皮肤毛孔中，给人类健康造成很大的影响，而市面上现有的用于皮肤抑菌防辐射材料对这些细颗粒物尤其是重金属基本起不到任何作用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种HA@C@TiO2@Ag
‑
MOF多层空心复合微球材料，以提高对紫外线的吸收和损耗，同时具备吸附重金属离子和持续抑菌的性能，可以为皮肤抑菌防辐射材料提供一种新的选择。
[0005]为达到上述目的，本专利技术还提供了一种HA@C@TiO2@Ag
‑
MOF多层空心复合微球材料的制备方法，具体步骤如下：
[0006](1)TiO2@SiO2微球的制备：按1.4
‑
2.0:190:1:1的质量比分别称取二氧化硅微球、无水乙醇、羟丙基纤维素和去离子水，室温下混合搅拌0.5
‑
1.5h，组成混合A溶液，然后分别称取二氧化硅微球4
‑
6倍质量的钛酸四丁酯，溶于钛酸四丁酯6
‑
8倍质量的无水乙醇，组成混合B溶液，将混合B溶液逐滴滴加至混合A溶液中，滴加完毕后缓慢升温至85℃，恒温回流搅拌60
‑
120min，使二氧化钛包裹在二氧化硅微球表面，然后用无水乙醇离心洗涤2次，真空干燥，得到TiO2@SiO2微球。
[0007](2)PVP@TiO2@SiO2微球的制备：按1:6.5
‑
7.2:200
‑
300的质量比分别称取TiO2@SiO2微球粉末、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和去离子水，室温下混合搅拌8h后,离心分离，分别用无水乙醇和蒸馏水各洗3次，使PVP包裹到二氧化钛包覆二氧化硅微球表面，真空干燥，得到PVP@TiO2@SiO2微球；其中，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)作为表面活性剂，起到修饰和稳定二氧化钛包覆在二氧化硅微球的作用，以促进步骤(3)在PVP@TiO2@SiO2微球表面生成均匀的多孔的羟基磷灰石。
[0008](3)HA@PVP@TiO2@SiO2微球的制备：称取PVP@TiO2@SiO2微球，溶于40
‑
50倍质量的蒸馏水中，加入PVP@TiO2@SiO2微球1.6
‑
2.1倍重量的体积分数28％的NH3·
H20搅拌10min后，加入PVP@TiO2@SiO2微球13
‑
15倍质量的0.03mol/L的磷酸氢二钠水溶液，搅拌2h后，再加入PVP@TiO2@SiO2微球32
‑
35倍质量的0.03mol/L的氯化钙溶液,用盐酸调节pH至6，以避免PVP在碱性条件下解离而失去作用，搅拌30min后于180℃下反应24h，在PVP@TiO2@SiO2微球表面生成多孔的羟基磷灰石(简称HA)，将PVP@TiO2@SiO2微球包裹，冷却后离心分离去除上清液，沉淀用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，然后真空干燥，得到HA@PVP@TiO2@SiO2微球。
[0009](4)煅烧：将步骤(3)所制得的HA@PVP@TiO2@SiO2微球放入管式炉，在氩气氛围中煅烧进行致密化和晶化，得到晶型良好的复合微球，即HA@C@TiO2@SiO2微球。
[0010](5)去除二氧化硅模板：称取步骤(4)得到的HA@C@TiO2@SiO2微球分散于8
‑
12倍质量的去离子水中，再加入HA@C@TiO2@SiO2微球6
‑
15倍质量的浓度为0.3mol/L氢氧化钠溶液，加热反应，去除SiO2微球模板，然后用去离子水离心洗涤3
‑
5次，真空干燥，即得到HA@C@TiO2空心微球。
[0011](6)HA@C@TiO2@Ag
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MOF多层空心复合微球材料的制备：称取硝酸银溶于20
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30倍质量的去离子水中，加入硝酸银0.5
‑
1.5倍质量的步骤(5)所制得的HA@C@TiO2空心微球，再加入硝酸银20
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30倍质量的去离子水中，分散均匀形成混合C溶液，再称取HA@C@TiO2空心微球2
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3倍质量的吡啶
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3,5
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二羧酸，分散于15
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20倍质量的去离子水中，形成混合D溶液，然后混合D溶液加入混合C溶液中，超声15
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30min后，室温下静置12
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24h，利用吡啶
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3,5
‑
二羧酸与溶液中银离子自组装反应生成Ag
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MOF沉积在HA@C@TiO2空心微球表面，部分嵌入HA@C@TiO2空心微球表面多孔的羟基磷灰石(简称HA)壳层的孔道中，然后离心分离去除上清液，沉淀用去离子水洗涤3
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5次除去过量未反应的配体，真空干燥，得到HA@C@TiO2@Ag
‑
MOF多层空心复合微球材料。
[0012]纳米二氧化钛具有高稳定性、高分散性、高活性和无毒性，并对UVA(315
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400nm)和UVB(290
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HA@C@TiO2@Ag
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MOF多层空心复合微球材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)TiO2@SiO2微球的制备：按1.4
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2.0:190:1:1的质量比分别称取二氧化硅微球、无水乙醇、羟丙基纤维素和去离子水，室温下混合搅拌0.5
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1.5h，组成混合A溶液，然后分别称取二氧化硅微球4
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6倍质量的钛酸四丁酯，溶于钛酸四丁酯6
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8倍质量的无水乙醇，组成混合B溶液，将混合B溶液逐滴滴加至混合A溶液中，滴加完毕后缓慢升温至85℃，恒温回流搅拌60
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120min，然后用无水乙醇离心洗涤2次，真空干燥，得到TiO2@SiO2微球；(2)PVP@TiO2@SiO2微球的制备：按1:6.5
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7.2:200
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300的质量比分别称取TiO2@SiO2微球粉末、PVP和去离子水，室温下混合搅拌8h后,离心分离，分别用无水乙醇和蒸馏水各洗3次，真空干燥，得到PVP@TiO2@SiO2微球；(3)HA@PVP@TiO2@SiO2微球的制备：称取PVP@TiO2@SiO2微球，溶于40
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50倍质量的蒸馏水中，加入PVP@TiO2@SiO2微球1.6
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2.1倍重量的体积分数28％的NH3·
H20搅拌10min后，加入PVP@TiO2@SiO2微球13
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15倍质量的0.03mol/L的磷酸氢二钠水溶液，搅拌2h后，再加入PVP@TiO2@SiO2微球32
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35倍质量的0.03mol/L的氯化钙溶液,用盐酸调节pH至6，搅拌30min后于180℃下反应24h，冷却后离心分离去除上清液，沉淀用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，然后真空干燥，得到HA@PVP@TiO2@SiO2微球；(4)煅烧：将步骤(3)所制得的HA@PVP@TiO2@SiO2微球放入管式炉，在氩气氛围中煅烧进行致密化和晶化，得到HA@C@TiO2@SiO2微球；(5)去除二氧化硅模板：称取步骤(4)得到的HA@C@TiO2@SiO2微球分散于8
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12倍质量的去离子水中，再加入HA@C@TiO2@SiO2微球6
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15倍质量的浓度为0.3mol/L氢氧化钠溶液，加热反应，去除SiO2微球模板，然后用去离子水离心洗涤3
‑
5次，真空干燥，即得到HA@C@TiO2空心微球；(6)HA@C@TiO2@Ag
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MOF多层空心复合微球材料的制备：称取硝酸银，溶于20
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30倍质量的去离子水中，加入硝酸银0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭春燕，向树花，蒋乔波，彭勇，
申请(专利权)人：科溢书忱重庆科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：