一种无机抗菌剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无机抗菌剂，按重量份组成为：电气石５０～９０份；光催化材料５～２５份；稀土复合盐或稀土氧化物４～３０份；金属氧化物或可溶性金属盐１～２份。上述光催化材料为纳米ＴｉＯ↓［２］、纳米ＺｎＯ、纳米ＣｄＯ、纳米ＳｎＯ↓［２］，其中优选锐钛型纳米ＴｉＯ↓［２］。上述稀土复合盐或稀土氧化物为Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｙ的无机盐类和／或氧化物，优选镧、铈、钕的无机盐类和／或氧化物，它作为抗菌剂的协同促进剂。本发明专利技术还公开了该无机抗菌剂的制备方法。本发明专利技术的无机抗菌剂具有光催化作用、负离子释放功能、远红外功能及金属离子抗菌功能，是多种功能协同增效的新型复合无机抗菌材料。该抗菌材料不仅可以杀灭和抑制与其接触的病菌，并且可以通过电气石自身的电场及释放的负离子杀灭空气悬浮的细菌病毒，起到全方位抗菌的效果。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无机抗菌剂及其制备方法，尤其是一种电气石复合型无机抗菌剂及其制备方法。
技术介绍
目前国内外抗菌材料分为天然、有机和无机三大系列天然系抗菌剂品种不多，目前尚未规模化，有机系抗菌剂主要包括有机酸/酯、醇和酚类物质，是最早商品化的抗菌剂，但由于其存在耐热性差、易水解、使用寿命短等问题而无法推广应用到涂料、塑料、化纤陶瓷、橡胶制品中。无机抗菌材料易其广谱、耐热、安全、高效和持久的抗菌效果而越来越受到人们的重视，无机抗菌材料又可分为以银为主剂的无机抗菌剂、氧化物光催化系无机抗菌剂和氧化物天然矿石类无机抗菌剂。电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物，一直以来，电气石被作为宝石矿物加以利用，少量用于仪器设备中的光学元件，大量非宝石级电气石几乎未得到利用。1989年，日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自极化效应，从而为电气石作为工业矿物，尤其是在环境与健康领域应用开辟出崭新的途径。自20世纪90年代开始，日本、美国等国家在用电气石改善环境和人体保健方面的研究和开发被认为是矿物材料领域里的一场革命，目前，已开发应用在环保(水、空气净化)、化工、人体保健、农业等领域有几十个系列数百种产品，并取得了很好的经济效益。2000年日本与电气石有关的产品市场销售额高达100亿美元。而中国对电气石的应用研究至今几乎是空白，随着日、美等国对电气石的大量开发利用，国人也开始了解到它的价值。目前的无机抗菌剂多以人工合成的具有层状或网状的无机材料为载体，以银、铜、锌为抗菌有效成分，还有部分以纳米二氧化钛为载体，辅助以稀土、银等制备得到了具有良好的抗菌特性的无机抗菌材料。以上这些抗菌材料的载体都是人工合成的氧化物或氧化物，其成本高、载体材料成分单一，难于发挥载体与抗菌金属的协同作用，只能杀灭与其相接触的细菌，对于空气中的细菌杀灭效果很差或基本没有。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有光催化作用、负离子释放功能、远红外功能及金属离子抗菌功能多种功能协同增效的新型复合无机抗菌剂。本专利技术的另一目的是提供该新型复合无机抗菌剂的制备方法。一种无机抗菌剂，按重量份组成为电气石50～90份；光催化材料5～25份；稀土复合盐和/或稀土氧化物4～30份；金属氧化物或可溶性金属盐1～2份。上述电气石是镁电气石、铁电气石、镁铁电气石、锂电气石中的一种或几种。上述光催化材料为纳米TiO2、纳米ZnO、纳米CdO、纳米SnO2，其中优选锐钛型纳米TiO2。上述稀土复合盐和/或稀土氧化物为La、Ce、Nd、Sm、Pr、Eu、Y的无机盐类和/或氧化物，优选镧、铈、钕的无机盐类和/或氧化物，它作为抗菌剂的协同促进剂。上述金属氧化物或可溶性金属盐中，金属氧化物为MgO，ZnO，CaO，Al2O3等，其中优选MgO，ZnO；可溶性金属盐的金属离子为Ag，Co，Fe，Sn，Al，Zn，Cu，Ni，Co等，其中优选AgNO3。上述制备无机抗菌剂的方法，包括如下步骤1)制浆将原料按配比用去离子水调制成60％的浆料；2)湿研磨把配制好的浆料在高能行星球磨机中，在350转/分钟的速率下高速研磨12-48小时；3)烘干把经过研磨的粉体料浆在100-200℃下烘干，脱去料浆中的水分；4)焙烧将烘干后的产物在温度500-900℃焙烧2-6小时；5)干研磨将焙烧后产物在高能行星球磨机上研磨至粒度≤5μm；6)包装将最后产物分级、包装，即得到无机抗菌剂。本专利技术的无机抗菌剂具有光催化作用、负离子释放功能、远红外功能及金属离子抗菌功能，是多种功能协同增效的新型复合无机抗菌材料。该抗菌材料不仅可以杀灭和抑制与其接触的病菌，并且可以通过电气石自身的电场及释放的负离子杀灭空气悬浮的细菌病毒，起到全方位抗菌的效果。具体实施方式本专利技术中的主要组分有1、电气石电气石是含硼的带有附加阴离子的环状硅酸盐矿物，其成分复杂，晶体的化学同时为XY3Z6[Si6O18][BO3]3(O，OH，F)4，其中X为Ca、K、Na；Y为Fe2+、Mg2+、Al、Li、Fe3+、Mn2+；Z为Al、Cr3+、Fe3+。电气石族矿物主要是镁铁锂电气石，化学组成为Na(Mg，Fe，Li，Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(O，OH，F)4。电气石晶体结构本身具有永久带电荷保持正极和负极的特性，它和铀矿石具有放射性形成辐射场，磁铁矿石具有磁性形成磁性一样，具有形成电场的特性。电气石本身具有电极产生，即永久的在一端产生“正电极”，在另一端产生负电极“正电极可以吸收负离子，并通过自身把电荷“输送”到负电极，这些电荷和负电极自身产生的负离子释放出来，源源不断的从晶体外沿电力线飞到正极，形成了循环不断的电场，其电场强度约为107V/m。电气石的自发极化效应表现为电气石周围静电场的存在，就像磁铁一样，有自发磁场存在。电气石的自发电极为永久性电极，不收外界电场的影响，其自发极化值是一个与温度无关的数值。电气石的抗菌机理可以概括为以下三个方面(1)电气石材料电极性强，可以产生强点场，与空气中的水分子作用产生大量空气负离子，空气中悬浮的粉尘、有毒有害气体及细菌和霉菌大多带正电荷，空气负离子中和这些正电荷，使细菌失去增生和繁殖的条件，从而达到抗菌和抑菌的功能，负离子涂料发射的的远红外线对细菌及霉菌也起到抗菌抑菌的作用；(2)电气石产生的强点场直接作用于有机物，并使其分解从而杀灭细菌；(3)电气石矿中抗菌有效成分Ag-+、Cu2+的溶出可以增强电气石的抗菌作用。另外负离子还有除臭、除尘、防腐、甲醛的分解和空气净化的效果。小的负氧离子被吸入人体后，能调节神经中枢的兴奋状态，改善肺的换气功能，改善血液循环，促进新陈代谢、增强免疫系统能力、使人精神振奋、提高工作效率等等。它还对高血压、气喘、流感、失眠、关节炎等许多疾病有一定的治疗作用，所以人称负离子为“空气中的维生素”。本专利技术中所用的电气石其通式为XY3Z6[Si6O18][BO3]3(O，OH，F)4，是以含硼为特征的硅酸盐矿物质，它可以是镁电气石、铁电气石、镁铁电气石、锂电气石中的一种或几种。2、光催化抗菌材料在光催化材料中，选用n型半导体材料，可以为纳米TiO2、纳米ZnO、纳米CdO、纳米SnO2作为光催化材料，其中优选锐钛型纳米TiO2其具有活性高，稳定性好，且对人体无害。TiO2本身并非抗菌材料，其禁带宽度为3.2eV，当用波长一定的光照射时，产生的高活性电子和空穴能使空气中的氧分子、水分子形成反应活性极强的羟基自由基，羟基自由基能有效的分解细菌的有机物，使细菌蛋白质变异，从而抑制了细菌的存在。3、稀土元素稀土元素的原子结构特点是原子的最外层电子结构相同，次外层电子结构相似，而倒数第三层4f轨道上有未成对电子，正是由于稀土元素的这种独特的原子结构，使其在各行各业中得到广泛应用。尤其在催化领域已经获得成功应用。本专利技术利用了稀土的催化作用，使抗菌剂与水、空气组成的体系发生催化作用，产生O22-和·OH活性自由基，活性自由基可将有机物分解，起到杀菌和抑菌的作用。稀土还有将空气中分子电离的功能，从而增加空气中负离子浓度。本专利技术中选用的稀土为La、Ce、Nd、Sm、Pr、Eu、Y的硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氯化物等和/或氧化物，优选镧、铈、钕的盐类和/或氧化物配合物作为抗菌剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机抗菌剂，其特征是按重量份组成为：电气石５０～９０份；光催化材料５～２５份；稀土复合盐和／或稀土氧化物４～３０份；金属氧化物或可溶性金属盐１～２份。

【技术特征摘要】
1.一种无机抗菌剂，其特征是按重量份组成为电气石50～90份；光催化材料5～25份；稀土复合盐和/或稀土氧化物4～30份；金属氧化物或可溶性金属盐1～2份。2.根据权利要求1所述的无机抗菌剂，其特征是上述电气石是镁电气石、铁电气石、镁铁电气石、锂电气石中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的无机抗菌剂，其特征是上述光催化材料为纳米TiO2、纳米ZnO、纳米CdO、纳米SnO2。4.根据权利要求3所述的无机抗菌剂，其特征是上述光催化材料优选为锐钛型纳米TiO2。5.根据权利要求1所述的无机抗菌剂，其特征是上述稀土复合盐和/或稀土氧化物为La、Ce、Nd、Sm、Pr、Eu、Y的无机盐类和/或氧化物。6.根据权利要求5所述的无机抗菌剂，其特征是上述稀土复合盐和/或稀土氧化物优选为镧、铈、钕的无机盐类和/或氧化物。7.根据权利要求1所述的无机抗菌剂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：关有俊，何唯平，
申请(专利权)人：深圳市海川实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]