本發明屬于抗菌劑領域，尤其涉及一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑及其制備方法。

背景技術：

納米粒子因其尺寸變小，而具有許多新的特性。例如：表面與界面效應、尺寸效應、量子尺寸效應等。當任何材料用高科技手段被細化到納米量級時，該材料的物化性能就會發生巨大的變化，如：金屬為導體，但納米金屬微粒在低溫下的量子尺寸效應會導致絕緣性，納米無機殺菌劑具有極強的殺菌能力等。

細菌、霉菌作為病原菌對人類和動植物有很大的危害，影響人們的健康，甚至危及生命。微生物還會引起各種工業材料、食品、化妝品、醫藥品等分解、變質、劣化、腐敗，帶來重大的經濟損失。因此，具有殺菌和抗菌效應的材料越來越受到人們的關注，同時人們也研制開發出了一系列的抗菌材料。具有紅外輻射功能的納米抗菌劑就是研究的方向之一。

目前，紅外輻射功能的納米抗菌劑有Mg-Al-Si-Zr-稀土系(白色)和Mn-Fe-Co-Ni-Cu-Cr系(黑色)等，是一種光熱轉換功能材料。它從環境種吸收光和熱后，以遠紅外輻射能量形式輸出。常溫下能發射出2～18微米波長的遠紅外線，能激活空氣和水，產生羥基自由基和活性氧，從而殺死細菌，可添加到涂料、塑料、樹脂等中起到抗菌作用。然而，紅外輻射功能的納米抗菌劑目前的研究依然不多，并且現有的紅外輻射功能的納米抗菌劑抗菌能力仍然有待進一步提高。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明的目的之一是提供一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑。本發明的抗菌劑具有較強的抗菌性能。

為達上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

沸石例如為42％、46％、52％、58％、66％、75％等。

納米二氧化鈦例如為12％、16％、22％、28％等。

納米二氧化硅例如為12％、16％、22％、28％等。

納米氧化銅例如為6％、8％、11％、14％、18％等。

納米氧化鋁例如為6％、8％、11％、14％、18％等。

本發明通過納米二氧化鈦和納米二氧化硅、納米氧化銅、納米氧化鋁的組合使用，使得抗菌劑的長效和速效抗菌效果均達到較好的效果。

作為優選，本發明的具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

作為優選，沸石的粒徑為100-300nm，例如為100-150nm、100-250nm、150-200nm等，優選為150-250nm。

作為優選，納米二氧化鈦的粒徑為50-200nm，例如為70-150nm、100-200nm、150-200nm等，優選為50-100nm。

作為優選，納米二氧化硅的粒徑為50-200nm，例如為70-150nm、100-200nm、150-200nm等，優選為50-100nm。

作為優選，納米氧化銅的粒徑為50-200nm，例如為70-150nm、100-200nm、150-200nm等，優選為50-100nm。

作為優選，納米氧化鋁的粒徑為50-200nm，例如為70-150nm、100-200nm、150-200nm等，優選為50-100nm。

作為優選，沸石的粒徑大于納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化銅或納米氧化鋁的粒徑。

納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化銅、納米氧化鋁的粒徑可相同或不同。

上述納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化銅、納米氧化鋁的粒徑范圍及其與沸石的粒徑的關系使得抗菌劑的有效殺菌成分緩慢釋放。

納米二氧化鈦可通過市售的方式得到，作為優選，納米二氧化鈦通過如下方法制備：將0.3-0.5M，例如為0.33M、0.39M、0.42M、0.48M等的鈦酸四丁脂乙醇溶液置于反應釜中水熱反應，反應結束后抽濾，洗滌，烘干，研磨后焙燒；爐冷后取出研磨即得到納米二氧化鈦。本發明的方法合成的納米二氧化鈦粒徑均勻，表面積大，抗菌效果更好。

優選地，水熱反應的溫度為120-200℃，例如為125℃、136℃、145℃、155℃、170℃、185℃、196℃等，優選為150-180℃；水熱反應的時間為5-24小時，例如為7小時、11小時、16小時、22小時等，優選為10-16小時。

優選地，烘干的溫度為70-100℃，例如為75℃、80℃、86℃、91℃、99℃等。

優選地，焙燒的溫度為500-700℃，例如為520℃、580℃、620℃、660℃、690℃等，優選為550-650℃；焙燒的時間為1小時以上，例如為3小時、7小時、10小時、14小時等，優選為3-6小時。

本發明的目的之一還在于提供一種本發明所述的納米抗菌劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將納米二氧化鈦的乙醇溶膠與納米二氧化硅的乙醇溶膠混合；

(2)向步驟(1)所得混合溶液中加入納米氧化銅、納米氧化鋁和沸石，升溫反應，即得所述的納米抗菌劑。

作為優選，納米二氧化鈦的乙醇溶膠中納米二氧化鈦的質量濃度為10-25％，例如為12％、16％、19％、22％、24％等。

作為優選，納米二氧化硅的乙醇溶膠中納米二氧化硅的質量濃度為10-25％，例如為12％、16％、19％、22％、24％等。

作為優選，納米二氧化鈦的乙醇溶膠與納米二氧化硅的的乙醇溶膠的體積比為1:0.1-2，例如為1:0.3、1:0.6、1:0.9、1:1.2、1:1.6、1:1.9等，優選為1:0.5-1。

作為優選，升溫反應的溫度為150-300℃，例如為156℃、165℃、170℃、190℃、205℃、226℃、240℃、260℃、280℃、291℃等，反應的時間為3-15h，例如為5小時、7小時、10小時、14小時等。

本發明的抗菌劑5h、72h的殺菌效果均可達到99.5％以上。

具體實施方式

為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的實施例如下：

實施例1

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

實施例2

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

實施例3

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

實施例4

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

對比例1

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

對比例2

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

市售納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

對比例3

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

對比例4

一種具有紅外輻射功能的納米抗菌劑，按質量百分比含有如下原料：

按本發明的方法制得納米二氧化鈦。

按照本發明的方法制備納米抗菌劑。

實施例1-4制得的抗菌劑，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽孢桿菌、枯草桿菌(5小時、72小時)抗菌率為99.9％以上。

對比例1-2制得的抗菌劑，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽孢桿菌、枯草桿菌(5小時、72小時)抗菌率為不足95％。

對比例3-4制得的抗菌劑，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽孢桿菌、枯草桿菌(5小時、72小時)抗菌率為不足95％。

從實施例1-4與對比例1的比較可以看出，本發明采用特定納米粒徑的二氧化鈦和二氧化硅取得的長效及速效效果明顯優于不在本發明范圍內粒徑的二氧化鈦和二氧化硅取得的效果。

從實施例1-4與對比例2的比較可以看出，采用本發明制備的二氧化鈦制得的抗菌劑取得的效果較對比例2中采用市售的二氧化鈦制得的抗菌劑的長效及速效性顯著更好，說明本發明的抗菌劑釋放緩慢。

從實施例1-4與對比例3-4的比較可以看出，只有采用本發明提供的所有原料的組合制備的二氧化鈦制得的抗菌劑取得的效果較對比例3-4中采用本發明提供的原料中的一部分制得的抗菌劑的長效及速效性顯著更好，說明本發明的各組分具有明顯的協同效應。

申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細方法，但本發明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。