纳米复合载银羟基磷灰石/二氧化钛消毒材料的制备方法技术

一种纳米复合载银羟基磷灰石／二氧化钛消毒材料的制备方法，以钛、银、钙、铵的无机盐为原料，采用液相共沉淀法，制备载银羟基磷灰石；然后将载银羟基磷灰石分散于钛的无机盐水解得到的溶胶中，结合后续热处理，得到载银羟基磷灰石／纳米二氧化钛复合粉体。本发明专利技术采用的设备简单，只需在普通反应器和恒温设备上加以改进就可使用，同时工艺操作简单易行。得到的颗粒，尺寸小、粒度均匀，杀毒消毒效果持久。本发明专利技术所制得的粉体，可望在空气净化、水处理等杀菌消毒领域得到应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种纳米材料
的制备方法，具体地说，是一种。
技术介绍
羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2是一种传统的生物陶瓷材料，由于该材料的结构中具有羟基基团，它与某些有机分子，如蛋白质分子等有很强的结合力，对细菌、病毒等微生物有很强的捕获作用；羟基磷灰石也具有光催化功能，在光照条件下能够杀灭多种细菌。同时，将金属银复合到羟基磷灰石材料表面，制备含银的羟基磷灰石，银离子一旦与细菌接触，便强烈地破坏细菌机体内的某些酶，使细菌赖以生存的酶的功能丧失，从而杀灭细菌。由于TiO2的化学稳定性、生物无毒性和高催化活性，已被公认为首选的半导体光催化剂材料。纳米TiO2的表面效应，体积效应，尤其是尺寸量子效应使其有效带隙增宽，光激发产生的电子和空穴的还原氧化能力大大增强，使原本在体相催化剂上不能进行的光催化反应在纳米粒子作用下得以实现，原本较慢的反应可能加快进行。在常温常压下，利用太阳光能和空气中的氧气，纳米TiO2几乎能将所有污染物氧化成CO2、H2O和简单的无机物。通过特殊的工艺制备纳米复合载银羟基磷灰石/二氧化钛(Ca10(PO4)6(OH)2/Ag/TiO2)抗菌、消毒材料是一项创新成果。单独利用载银羟基磷灰石或纳米二氧化钛光催化杀灭多种病毒的研究已取得长足的发展。而将二者复合使用却是新的有意义的课题，两者复合能够产生很好的复合效果，因为纳米二氧化钛光催化功能侧重于发挥强氧化杀毒矿化作用，而载银羟基磷灰石在吸附病毒、捕获病菌同时杀菌消毒方面发挥关键作用。 经对现有技术的文献检索策，中国专利公开号CN1586202A，公开日为2005.03.02，专利名称为一种复合型无机抗菌剂的制备方法，该专利自述为“具有光催化活性的二氧化钛颗粒表面部分担载多孔结构包覆层，该包覆层的多孔结构担载抗菌性银离子，所述的多孔结构包覆层为羟基磷酸钙粉体，其制备的工艺过程如下在微观混合反应器中将纳米二氧化钛与磷酸二氢铵和硝酸钙进行混合搅拌反应，得复合粉体悬浮液，然后再将硝酸银去离子水溶液滴加到上述复合粉体悬浮液中，使在复合颗粒表面离子交换部分银离子，然后将载银复合颗粒在400-500℃温度下热处理1小时后，即可制得复合无机抗菌剂。制得的无机抗菌净化材料具有光催化作用和金属离子抗菌功能的协同效应的新型产品。”但是该方法需要在特定设计的混合反应器中对纳米二氧化钛进行分散，设备要求高、工序繁琐。而且二氧化钛被载银羟基磷灰石包覆，减弱了二氧化钛的强氧化杀毒矿化作用的发挥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种，使载银羟基磷灰石和纳米二氧化钛更好的发挥复合效果，并使得到的消毒材料耐候性好、颗粒均匀、杀毒消毒效果持久。 本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术以钛、银、钙、铵的无机盐为原料，采用液相共沉淀法，制备载银羟基磷灰石；然后将载银羟基磷灰石分散于钛的无机盐水解得到的溶胶中，结合后续热处理，得到载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体。 本专利技术包括以下步骤(1)溶液配制将氯化钛在去离子水中溶解，配成1mol/l的溶液；将银、钙的硝酸盐在去离子水中溶解，配成1mol/l的溶液；将磷酸氢二铵在去离子水中溶解，配成1mol/l的溶液；(2)将硝酸银溶液加入硝酸钙溶液中，混合均匀，将20％氨水溶液加入到磷酸氢二铵溶液中；(3)将银、钙的硝酸盐混合溶液、磷酸氢二铵溶液放入80℃的恒温水槽中加热10分钟，将磷酸氢二铵溶液逐滴加到银、钙的硝酸盐混合溶液中，待沉淀完全后，陈化10~20小时；(4)沉淀过滤，经去离子水清洗后，在120℃的烘箱中干燥8小时，得到载银羟基磷灰石。 (5)将20％的氨水加入1.0mol/L的TiCl4水溶液中，加入多元羧酸，比例为[多元羧酸]/[TiCl4]＝2.5∶1，得到微蓝色胶溶体；将上述制得的载银羟基磷灰石，均匀分散在胶溶液中，在70~95℃下水解2小时，得到白色悬浊液，陈化10~24小时；沉淀离心分离后，在400~600℃处理6小时，制得载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体。 本专利技术提出用液相共沉淀法制备载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体，采用的设备简单，只需在普通反应器和恒温设备上加以改进就可使用，同时工艺操作简单易行。得到的颗粒，尺寸小、粒度均匀，杀毒消毒效果持久。本专利技术所制得的粉体，可望在空气净化、水处理等杀菌消毒领域得到应用。对于本专利技术制得的纳米复合载银羟基磷灰石/二氧化钛粉体抑菌率的评价是在实验室光照条件下利用大肠杆菌培养实验考察，抑菌率≥99％。 具体实施方式 实施例1在1.0mol/L的Ca(NO3)2水溶液500mL中，加入1.0mol/l的AgNO3500ml。两者混合均匀。另取1.0mol/L(NH4)2HPO4水溶液300mL，将20％氨水100ml加于(NH4)2HPO4溶液中，混合均匀后，将溶液稀释到500ml。 将磷酸氢二铵溶液逐滴加到银、钙的硝酸盐混合溶液中，不断搅拌，控制溶液温度为80℃，陈化10小时。经过滤，多次水洗后，将获得的滤饼在120℃的烘箱中干燥8小时即可获得载银羟基磷灰石。在1.0mol/L的TiCl4水溶液500mL中，滴加20％的氨水25mL，加入多元羧酸，比例为[多元羧酸]/[TiCl4]＝2.5∶1，得到微蓝色胶溶体，加入载银羟基磷灰石，充分混和使之均匀分散在胶溶液中，在95℃下水解2小时，得到白色悬浊液，继续陈化20小时，离心分离后将沉淀在450℃处理6小时，制得载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体，粉末粒径100nm，纳米二氧化钛与载银羟基磷灰石的摩尔比＝10∶1。 本专利技术采用的设备简单，只需在普通反应器和恒温设备上加以改进就可使用，同时工艺操作简单易行。得到的颗粒，尺寸小、粒度均匀，杀毒消毒效果持久。抑菌率≥99％。 实施例2在1.0mol/L的Ca(NO3)2水溶液500mL中，加入1.0mol/l的AgNO3500ml。两者混合均匀。另取1.0mol/L(NH4)2HPO4水溶液300mL，将20％氨水100ml加于(NH4)2HPO4溶液中，混合均匀后，将溶液稀释到500ml。 将磷酸氢二铵溶液逐滴加到银、钙的硝酸盐混合溶液中，不断搅拌，控制溶液温度为80℃，陈化20小时。经过滤，多次水洗后，将获得的滤饼在120℃的烘箱中干燥8小时即可获得载银羟基磷灰石。在1.0mol/L的TiCl4水溶液400mL中，滴加20％的氨水25mL，加入多元羧酸，比例为[多元羧酸]/[TiCl4]＝2.5∶1，得到微蓝色胶溶体，加入载银羟基磷灰石，充分混和使之均匀分散在胶溶液中，在80℃下水解2小时，得到白色悬浊液，继续陈化24小时，离心分离后将沉淀在600℃处理6小时，制得载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体，粉末粒径150nm，纳米二氧化钛与载银羟基磷灰石的摩尔比＝8∶1。 本专利技术采用的设备简单，只需在普通反应器和恒温设备上加以改进就可使用，同时工艺操作简单易行。得到的颗粒，尺寸小、粒度均匀，杀毒消毒效果持久。抑菌率≥99％。 实施例3在1.0mol/L的Ca(NO3)2水溶液500mL中，加入1.0mol/l的AgNO3500ml。两者混合均匀。另取1.0mol/L(NH4)2HPO4水溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米复合载银羟基磷灰石／二氧化钛消毒材料的制备方法，其特征在于，以钛、银、钙、铵的无机盐为原料，采用液相共沉淀法，制备载银羟基磷灰石；然后将载银羟基磷灰石分散于钛的无机盐水解得到的溶胶中，结合后续热处理，得到载银羟基磷灰石／纳米二氧化钛复合粉体。

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合载银羟基磷灰石/二氧化钛消毒材料的制备方法，其特征在于，以钛、银、钙、铵的无机盐为原料，采用液相共沉淀法，制备载银羟基磷灰石；然后将载银羟基磷灰石分散于钛的无机盐水解得到的溶胶中，结合后续热处理，得到载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体。2.根据权利要求1所述的纳米复合载银羟基磷灰石/二氧化钛消毒材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤(1)溶液配制将氯化钛在去离子水中溶解，配成1mol/l的溶液；将银、钙的硝酸盐在去离子水中溶解，配成1mol/l的溶液；将磷酸氢二铵在去离子水中溶解，配成1mol/l的溶液；(2)将硝酸银溶液加入硝酸钙溶液中，混合均匀，将氨水溶液加入到磷酸氢二铵溶液中；(3)将银、钙的硝酸盐混合溶液、磷酸氢二铵溶液放入恒温水槽中加热，将磷酸氢二铵溶液逐滴加到银、钙的硝酸盐混合溶液中，待沉淀完全后，陈化；(4)沉淀过滤，经去离子水清洗后，在烘箱中干燥，得到载银羟基磷灰石；(5)将氨水加入TiCl4水溶液中，加入多元羧酸，得到微蓝色胶溶体；将上述制得的载银羟基磷灰石，均匀分散在胶溶液中，水解，得到白色悬浊液，陈化；沉淀离心分离后，制得载银羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合粉体。3.根据权利要求2所述的纳米复合载银羟基磷灰石/二氧化钛消毒材料的制备方法，其特征是，所述的氨水，其浓度为20％。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘河洲，张凯，常程康，胡文彬，吴人洁，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]