一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法。它是將模板劑、硅源和硝酸銀溶于水，得到銀溶膠液，將氯化物水溶液滴加入銀溶膠液，攪拌混和形成二氧化硅/氯化銀凝膠，烘干凝膠，然后經熱處理得到含銀單質的介孔二氧化硅抗菌劑。制備的載銀介孔二氧化硅抗菌劑的比表面積為200～1000cm2/g，孔徑為5～30nm，孔容為1.0～5.0cm3/g，單質銀的質量百分比為10～30%。本發明制備的抗菌劑保留了載體材料有序的孔道結構、均一的孔徑、較大的比表面積和孔體積，抗菌活性體含量易控，制備方法簡單，具有廣譜抗菌性，抗菌效力持久，抗菌性能穩定，對人體無毒等特點，能廣泛用于陶瓷、塑料、紡織、涂料及水處理等領域。
【專利說明】一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無機抗菌劑的制備方法，具體涉及一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]現代生活中，環境中大量存在的病毒、細菌、真菌等微生物，不僅污染著環境，還直接導致很多疾病的產生和傳染，對人類健康造成極大的威脅。近年，由于受“非典型肺炎”、“禽流感”、“H1N1甲型流感”的影響，人們的衛生意識不斷增強，對抗菌材料及其制品的需求大大提聞。
[0003]目前人們所用的抗菌劑可分為三大類:天然抗菌劑、無機抗菌劑和有機抗菌劑。天然抗菌劑是指提取動植物具有抗菌功能的部位，但穩定性和耐熱性差，藥效持續時間短，來源有限，不能規模化生產。有機抗菌劑一般為有機酸、醇、酚等化學合成物質，但化學穩定性和熱穩定性差，易產生微生物耐藥性，無法應用到涂料、塑料、化纖、陶瓷、橡膠等制品。無機抗菌劑是將銀、銅、鋅等金屬離子載于沸石、磷灰石、硅膠等載體上而組成。無機抗菌劑通過將無機材料固有的穩定性和抗菌成分的高效性、廣泛性相結合，成功地克服了天然抗菌劑和有機抗菌劑的存在耐熱性差和使用壽命短等缺點，己經發展成為新型抗菌劑研究的主流。其中銀系無機抗菌劑因具有抗菌活性強、抗菌持久、用量小、無毒、無刺激等特點而備受青睞。
[0004]自介孔材料被發現以來，介孔材料的優異特性就一直受到了學者的廣泛關注，因其具有有序的孔道結構，高的比表面積與孔容，規整的一維六方圓柱形孔道，孔徑分布均一且可控，化學穩定性高，而且合成該種介孔材料的模板簡單易得，有效降低了制造成本，因而在催化、吸附等領域顯示了獨特的發展潛力。
[0005]中國專利200910156604.4公開了一種硅鋅介孔材料載銀抗菌劑及制備方法。該專利首先制備硅鋅介孔材料，再將硝酸銀溶液滴加入該介孔材料后用甲醛還原，最后在保護氣下焙燒得到載銀硅鋅介孔抗菌劑。中國專利200910156602.5公開了一種含銀硅基介孔抗菌劑及其制備方法。該專利將結構導向劑、去離子水、酸、硅源和銀源進行混和攪拌，得到溶膠凝膠液，然后將溶膠凝膠液真空干燥后在保護氣下焙燒得到含銀介孔二氧化硅抗菌劑。中國專利200610024773.9公開了納米介孔載銀抗菌劑及其制備方法，該專利以介孔二氧化硅為載體，裝載銀離子，然后在高溫保護氣下燒結得到載有銀單質的無機抗菌劑。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法，將模板劑、硅源和硝酸銀溶于水，形成銀溶膠液，在攪拌過程中將氯化物水溶液滴加入銀溶膠液，混和形成二氧化硅/氯化銀凝膠，然后經熱處理得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
[0007]本發明采用的技術方案的步驟如下:
(O將模板劑和水按質量百分比0.01~0.1:1均勻混和，攪拌至澄清，再加入硅源和硝酸銀，其中硅源與模板劑的質量百分比為0.1~0.5:1，硝酸銀與模板劑的質量百分比為
0.05~0.1: 1，在200~400轉/分鐘下攪拌6~12小時，然后加熱到50~80°C，繼續攪拌2~6小時，得到銀溶膠液；
(2)將所述銀溶膠液在200~400轉/分鐘下攪拌2~6小時，在攪拌過程中滴加質量百分比濃度為0.1%的氯化物水溶液，直至溶膠液中的銀離子和氯離子的摩爾比為1: 1，得到二氧化硅/氯化銀凝膠；
(3)將所述的二氧化硅/氯化銀凝膠真空干燥后，在400~60(TC下對其進行熱處理2~10小時，得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
[0008]所述的模板劑為聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物、十二烷基苯磺酸鈉、十TK烷基二甲基漠化按、聚乙稀吡略燒麗或十二烷基硫酸納。
[0009]所述的硅源為正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯或正硅酸異丙酯。
[0010]所述的氯化物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鋅或氯化氫。
[0011]與【背景技術】相比，本發明具有的有益效果是:
本發明制備的介孔二氧化硅抗菌劑保留了載體材料有序的孔道結構、均一的孔徑、較大的比表面積和孔體積，抗菌活性體含量易控，制備方法簡單，具有廣譜抗菌性，抗菌效力持久，抗菌性能穩定，對人體無毒等特點，能廣泛用于陶瓷、塑料、紡織、涂料及水處理等領域。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:`
(1)將聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物和水按照質量百分比0.01:1均勻混和，攪拌至澄清，再加入正硅酸乙酯和硝酸銀，其中正硅酸乙酯與聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物的質量百分比為0.1:1，硝酸銀與聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物的質量百分比為0.05:1，在200轉/分鐘下攪拌12小時，然后加熱到50°C，繼續攪拌6小時，得到銀溶膠液；
(2)將所述銀溶膠液在200轉/分鐘下攪拌6小時，在攪拌過程中滴加質量百分比濃度為0.1%的氯化鈉水溶液，直至溶膠液中的銀離子和氯離子的摩爾比為1: 1，得到二氧化硅/氯化銀凝膠；
(3)將所述的二氧化硅/氯化銀凝膠真空干燥后，在400°C下對其進行熱處理10小時，得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
[0013]制備的載銀介孔無機抗菌劑的比表面積為200cm2/g,孔徑為5nm,孔容為1.0cm3/g，單質銀的質量百分比為10%，標記為試樣A，最后用于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌、紅色毛癬菌抗菌實驗。
[0014]實施例2:
(1)將十二烷基苯磺酸鈉和水按照質量百分比0.1:1均勻混和，攪拌至澄清，再加入正硅酸丙酯和硝酸銀，其中正硅酸丙酯與十二烷基苯磺酸鈉的質量百分比為0.5:1，硝酸銀與十二烷基苯磺酸鈉的質量百分比為0.1: 1，在400轉/分鐘下攪拌6小時，然后加熱到80°C，繼續攪拌2小時，得到銀溶膠液；
(2)將所述銀溶膠液在400轉/分鐘下攪拌2小時，在攪拌過程中滴加質量百分比濃度為0.1%的氯化鉀水溶液，直至溶膠液中的銀離子和氯離子的摩爾比為1: 1，得到二氧化硅/氯化銀凝膠；
(3)將所述的二氧化硅/氯化銀凝膠真空干燥后，在600°C下對其進行熱處理2小時，得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
[0015]制備的載銀介孔無機抗菌劑的比表面積為1000cm2/g,孔徑為30nm,孔容為
5.0cm3/g，單質銀的質量百分比為30%，標記為試樣B，最后用于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌、紅色毛癬菌抗菌實驗。
[0016]實施例3:
(1)將十六烷基三甲基溴化銨和水按照質量百分比0.02:1均勻混和，攪拌至澄清，再加入正硅酸丁酯和硝酸銀，其中正硅酸丁酯與十六烷基三甲基溴化銨的質量百分比為
0.3:1，硝酸銀與十六烷基三甲基溴化銨的質量百分比為0.06:1，在320轉/分鐘下攪拌8小時，然后加熱到65°C，繼續攪拌5小時，得到銀溶膠液；
(2)將所述銀溶膠液在380轉/分鐘下攪拌3小時，在攪拌過程中滴加質量百分比濃度為0.1%的氯化鋅水溶液，直至溶膠液中的銀離子和氯離子的摩爾比為1: 1，得到二氧化硅/氯化銀凝膠；
(3)將所述的二氧化硅/氯化銀凝膠真空干燥后，在500°C下對其進行熱處理5小時，得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
[0017]制備的載銀介孔無機抗菌劑的比表面積為500cm2/g,孔徑為16nm,孔容為2.8cm3/g，單質銀的質量百分比為14%，標記為試樣C，最后用于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌、紅色毛癬菌抗菌實驗。
[0018]實施例4:
(1)將聚乙烯吡咯烷酮和水按照質量百分比0.08:1均勻混和，攪拌至澄清，再加入正硅酸異丙酯和硝酸銀，其中正硅酸異丙酯與聚乙烯吡咯烷酮的質量百分比為0.4:1，硝酸銀與聚乙烯吡咯烷酮的質量百分比為0.08:1，在350轉/分鐘下攪拌6.5小時，然后加熱到70°C，繼續攪拌3小時，得到銀溶膠液；
(2)將所述銀溶膠液在340轉/分鐘下攪拌4小時，在攪拌過程中滴加質量百分比濃度為0.1%的氯化氫水溶液，直至溶膠液中的銀離子和氯離子的摩爾比為1: 1，得到二氧化硅/氯化銀凝膠；
(3)將所述的二氧化硅/氯化銀凝膠真空干燥后，在550°C溫度下對其進行熱處理4小時，得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
[0019]制備的載銀介孔無機抗菌劑的比表面積為800cm2/g,孔徑為23nm,孔容為4.0cm3/g，單質銀的質量百分比為25%，標記為試樣D，最后用于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌、紅色毛癬菌抗菌實驗。
[0020]上述4個實施例根據日本抗菌行業標準對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌和紅色毛癬菌進行抗菌實驗，得到各實施例中最小抑菌濃度，列于下表1，各實施例均顯示了對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌和紅色毛癬菌具有較好的抗菌能力。
[0021]表1各實施例抗菌劑對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌、紅色毛癬菌的最小抑菌濃度。[0022]
【權利要求】
1.一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法，其特征在于，該方法的步驟如下: (1)將模板劑和水按質量百分比0.01~0.1:1均勻混和，攪拌至澄清，再加入硅源和硝酸銀，其中硅源與模板劑的質量百分比為0.1~0.5:1，硝酸銀與模板劑的質量百分比為0.05~0.1: 1，在200~400轉/分鐘下攪拌6~12小時，然后加熱到50~80°C，繼續攪拌2~6小時，得到銀溶膠液； (2)將所述銀溶膠液在200~400轉/分鐘下攪拌2~6小時，在攪拌過程中滴加質量百分比濃度為0.1%的氯化物水溶液，直至溶膠液中的銀離子和氯離子的摩爾比為1: 1，得到二氧化硅/氯化銀凝膠； (3)將所述的二氧化硅/氯化銀凝膠真空干燥后，在400~60(TC下對其進行熱處理2~10小時，得到載銀介孔二氧化硅抗菌劑。
2.根據權利要求1所述的一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的模板劑為聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基硫酸鈉。
3.根據權利要求1所述的一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的硅源為正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯或正硅酸異丙酯。
4.根據權利要求1所述的一種載銀介孔二氧化硅抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的氯化物為氯化鈉、氯化鉀 、氯化鋅或氯化氫。
【文檔編號】A01P3/00GK103798289SQ201410050715
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月14日 優先權日:2014年2月14日
【發明者】朱海霖, 陳建勇, 張華鵬 申請人:浙江理工大學