【技术实现步骤摘要】
本申请涉及抗菌材料，尤其涉及一种具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、一直以来，细菌、真菌和病毒等微生物引起的表面污染给人类的生活和心理带来了消极的影响。在日常生活中，通过人与人或人与物体表面，如门把手、墙体，家具，公共栏杆等之间的直接接触，微生物污染的固体表面也会造成病原体的潜在传播，从而造成各种疾病的传播与感染，危害人们的身体和生命。
2、目前，在广泛应用的金属基抗菌材料(金、银、锌、铜)中，铜和铜衍生材料具有许多高性价比的特性，如优异的抗菌性、低廉的成本、相对安全的生物毒性、无多重耐药性，制备工艺简单以及易于规模化商业应用。因此，铜基类材料是一种有着较大开发和应用价值的抗微生物治疗剂。砖红色的氧化亚铜虽然有着优异的抗微生物性能，但是其化学性质不稳定，潮湿环境下易被氧化为黑色的氧化铜，使得抗微生物性能减弱，且因其外观呈黑色而适用场景受到限制。因而，需要开发一种物化性能更加优异的浅色铜基材料，以满足更广泛的实际需求。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本申请提供了一种具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供了一种具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，所述铜基复合材料包括：
3、i)以硅藻土为载体；
4、ii)至少部分负载于所述载体表面，和/或，所述载体内部孔隙内的抗菌成分；所述抗菌成分是由氧化亚铜和吡啶硫酮铜组成。
5、进一步地，所述铜基复合材料的微观形貌结构包括
6、1)三维棒状结构的吡啶硫酮铜粒子；和，
7、2)附着于所述吡啶硫酮铜粒子表面的纳米氧化亚铜碎片粒子，所述纳米氧化亚铜碎片粒子是通过球形微观结构的氧化亚铜被破坏所形成。
8、进一步地，所述硅藻土的重量、所述氧化亚铜和所述吡啶硫酮铜两者总重量的比值为1:(2～8)，优选为1:6。
9、进一步地，所述氧化亚铜和所述吡啶硫酮铜摩尔比值为1:(1～3)，优选为1:(1.5～2.5)。
10、第二方面，本申请提供了第一方面任一项所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
11、以硅藻土作为载体、水溶性二价铜盐作为第一铜源和还原剂进行反应，制得硅藻土/氧化亚铜复合颗粒；
12、以所述硅藻土/氧化亚铜复合颗粒作为第二铜源和吡啶硫酮金属盐进行反应生成吡啶硫酮铜，制得铜基复合材料。
13、进一步地，以硅藻土作为载体、水溶性二价铜盐作为第一铜源和还原剂进行反应，制得硅藻土/氧化亚铜复合颗粒的步骤包括以下过程：
14、将水溶性二价铜盐加入第一超纯水中进行溶解，后加入硅藻土进行混合，得到第一溶液；
15、将分散剂加入第二超纯水中进行溶解，后加入乙醇进行混合，得到第二溶液；
16、将所述第二溶液加入至所述第一溶液中，后加入浓度为1.6～1.63mol/l的碱性调节剂水溶液，形成氢氧化铜沉淀后加入浓度为0.6～0.9mol/l的还原剂水溶液进行氧化还原反应，制得所述硅藻土/氧化亚铜复合颗粒。
17、进一步地，所述氧化还原反应的过程包括：先加入还原剂，然后升温至65℃～75℃进行反应2～3h，制得硅藻土/氧化亚铜复合颗粒；所述水溶性二价铜盐包括硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和醋酸铜中的至少一种；所述分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的至少一种；所述碱性调节剂水溶液包括氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液和氨水中的至少一种；所述还原剂水溶液包括葡萄糖水溶液、抗坏血酸水溶液、氨基乙酸水溶液、亚硫酸钠水溶液和甲醛水溶液中的至少一种。
18、进一步地，制备所述第一溶液时，所述硅藻土和所述第一超纯水的重量比为1:(12～96)，所述水溶性二价铜盐的摩尔浓度为0.262～0.267mol/l；制备所述第二溶液时，所述分散剂、所述乙醇和所述水的重量比为1:(19.2～24):(38.4～48)；所述碱性调节剂水溶液、所述还原剂水溶液和所述第一超纯水的体积比为1:(1.5～2):(1.5～2)。
19、进一步地，以所述硅藻土/氧化亚铜复合颗粒作为第二铜源和吡啶硫酮金属盐进行反应生成吡啶硫酮铜，制得铜基复合材料的步骤包括以下过程：
20、待进行氧化还原反应后的体系颜色变为砖红色15～20min后，加入0.1～0.9mol/l的吡啶硫酮金属盐水溶液，反应0.5～1.5h，后冷却至室温并过滤、洗涤和干燥，制得铜基复合材料。
21、进一步地，所述吡啶硫酮金属盐水溶液和所述第一超纯水的体积比为1:(1.5～2)；所述过滤采用0.22μm的尼龙膜；所述吡啶硫酮金属盐包括吡啶硫酮钠盐、吡啶硫酮铵盐和吡啶硫酮镁盐中的至少一种。
22、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
23、本申请实施例提供了一种具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，具体为一种硅藻土(硅藻土缩写为de)/氧化亚铜(氧化亚铜缩写为cu2o)/吡啶硫酮铜(吡啶硫酮铜缩写为cpt)的铜基复合材料(铜基复合材料缩写为de/cu2o/cpt)，本专利技术提供的铜基复合材料-硅藻土/氧化亚铜/吡啶硫酮铜，其以拥有多孔结构的硅藻土为载体，硅藻土的多孔结构和表面负电位，保证了能够在其空隙内部原位生成和负载有由一价氧化亚铜和二价吡啶硫酮铜组成的抗菌成分，协同增强作用实现了该铜基复合材料的广谱高效抗菌特性。同时，通过调控铜基复合材料中cu2o和cpt的比例，从而调控复合材料的不同微观形貌、宏观颜色深浅和抗微生物性能，以此获得了一种物化性能更加优异的浅色铜基材料，满足更广泛的实际需求。
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1.一种具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述铜基复合材料包括：
2.根据权利要求1所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述铜基复合材料的微观形貌结构包括：
3.根据权利要求1或2所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述硅藻土的重量、所述氧化亚铜和所述吡啶硫酮铜两者总重量的比值为1:(2～8)。
4.根据权利要求1或2所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述氧化亚铜和所述吡啶硫酮铜摩尔比值为1:(1～3)。
5.一种权利要求1～4任一项所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，以硅藻土作为载体、水溶性二价铜盐作为第一铜源和还原剂进行反应，制得硅藻土/氧化亚铜复合颗粒的步骤包括以下过程：
7.根据权利要求6所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化还原反应的过程包括：先加入还原剂，然后
8.根据权利要求6所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，制备所述第一溶液时，所述硅藻土和所述第一超纯水的重量比为1:(12～96)，所述水溶性二价铜盐的摩尔浓度为0.262～0.267mol/L；制备所述第二溶液时，所述分散剂、所述乙醇和所述水的重量比为1:(19.2～24):(38.4～48)；所述碱性调节剂水溶液、所述还原剂水溶液和所述第一超纯水的体积比为1:(1.5～2):(1.5～2)。
9.根据权利要求6所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，以所述硅藻土/氧化亚铜复合颗粒作为第二铜源和吡啶硫酮金属盐进行反应生成吡啶硫酮铜，制得铜基复合材料的步骤包括以下过程：
10.根据权利要求9所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述吡啶硫酮金属盐水溶液和所述第一超纯水的体积比为1:(1.5～2)；所述过滤采用0.22μm的尼龙膜；所述吡啶硫酮金属盐包括吡啶硫酮钠盐、吡啶硫酮铵盐和吡啶硫酮镁盐中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述铜基复合材料包括：
2.根据权利要求1所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述铜基复合材料的微观形貌结构包括：
3.根据权利要求1或2所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述硅藻土的重量、所述氧化亚铜和所述吡啶硫酮铜两者总重量的比值为1:(2～8)。
4.根据权利要求1或2所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料，其特征在于，所述氧化亚铜和所述吡啶硫酮铜摩尔比值为1:(1～3)。
5.一种权利要求1～4任一项所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，以硅藻土作为载体、水溶性二价铜盐作为第一铜源和还原剂进行反应，制得硅藻土/氧化亚铜复合颗粒的步骤包括以下过程：
7.根据权利要求6所述的具有高效广谱抗菌性能的铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化还原反应的过程包括：先加入还原剂，然后升温至65℃～75℃进行反应2～3h，制得硅藻土/氧化亚铜复合颗粒；所述水溶性二价铜盐包括硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和醋酸铜中的至少一种；所述分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，区英强，邹旺材，邓益清，刘伟达，程俊，陈颖，
申请(专利权)人：广东嘉宝莉科技材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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