1.一種抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其包括以下步驟:先制備抗菌防輻射釉漿,再經施釉、燒結制得抗菌防輻射陶瓷釉;其中,抗菌防輻射釉漿的制備方法如下:按質量百分比計,將25~35%低溫熔塊、30~40%鉀長石、10~20%石英、3~6%方解石、3~6%滑石、2~5%磷酸鈣、1~5%高嶺土、5~10%煅燒土混合得到混合粉末,向混合粉末中加入功能劑并混合均勻,其中所述功能劑的加入量為混合粉末質量的3~8%,細磨至300~350目,然后加入水得釉漿并調制釉漿比重為1.6~1.7g/cm3,即得抗菌防輻射陶瓷釉漿;所述功能劑包括納米竹炭、負離子復合物及GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉。
2.根據權利要求1所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述低溫熔塊的質量百分比組成為:6~10%硝酸鉀、5~10%石英、12~15%鉀長石、3~8%鈉長石、10~12%鋰輝石、30~35%硼酸、3~5%碳酸鋇、5~8%螢石、1~3%高嶺土、2~5%氟化鈉及5~10%功能劑。
3.根據權利要求1或2所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述功能劑的制備方法如下:
(1)稱取0.3~1gC60粉末,量取80~100ml質量分數為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以500~600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1~3g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應3~5h;快速加入100~150ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3~5天,得GQDs懸浮液;100~150rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時激光輻照30~60min,激光輻照功率為0.5~2W;備用;
(2)超聲攪拌50~60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.001~0.01mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.1~0.5mol/L磷酸二氫銨溶液,超聲攪拌10~20min;逐滴加入0.5~1mol/L氫氧化鈉溶液,調節PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取1~3gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于80~120ml水溶液中;逐滴加入濃度為0.005~0.05mol/L硝酸鈰水溶液,30~60min后逐滴加入濃度為0.005~0.05mol/L硝酸鋅水溶液;繼續超聲攪拌,調節混合溶液PH值至7.0;邊超聲攪拌,邊加入4~8mL質量分數為50%的水合肼,在30~40℃下還原反應0.5~1h;之后,再加入40~50mL質量分數為50%的水合肼,在85℃下還原反應30~48h后;過濾,用去離子水洗滌數次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;
(4)將0.1~0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比3~5:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯,調節pH值為9~10,反應溫度為20~25℃,反應30~60min;進行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在80~90℃下干燥2~4h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;將GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氬氣氣氛下進行500~800℃熱處理1~2h,冷卻至室溫后,浸沒在氫氟酸中以超聲功率100~150W進行超聲10~15min,去除表面局部二氧化硅,離心并干燥,獲得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;
(5)取三維海綿狀石墨烯超聲攪拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中;10~100W超聲60~120min,靜置,去離子水洗滌數次,離心,置于密閉空間內,進行抽真空→加熱加壓循環3~8次,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉;
(6)取抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物分散于100~200ml超純水中,超聲攪拌2~3h獲得均勻和穩定的分散液,其中抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物的重量比為2~6:3~5:1~5;將具有碳納米管網狀膜的基板置于約8℃時,將分散液加入內凹形狀的基板中,同時,來回滾動滾輪,使該分散液均勻分散于該碳納米管網狀膜中,由于碳納米管在8℃附近時具有親水性,該分散液被吸附在碳納米管網狀膜的多個網洞;升溫至約25℃,碳納米管具有疏水性并將大部分水分子趕走留下吸附在碳納米管網狀膜的多個網洞中抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物;去掉水分,置于密閉空間內,進行抽真空→加熱加壓循環3~5次,然后將吸附有抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物的碳納米管網狀膜刮離該基板,獲得抗菌-防輻射-負離子功能劑。
4.一種抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其包括以下步驟:先制備抗菌防輻射釉漿,再經施釉、燒結制得抗菌防輻射陶瓷釉;其中,抗菌防輻射釉漿的制備方法如下:按質量百分比計,將25~35%低溫熔塊、30~40%鉀長石、10~20%石英、3~6%方解石、3~6%滑石、2~5%磷酸鈣、1~5%高嶺土、5~10%煅燒土混合得到混合粉末,向混合粉末中加入功能劑并混合均勻,其中所述功能劑的加入量為混合粉末質量的3~8%,細磨至300~350目,然后加入水得釉漿并調制釉漿比重為1.6~1.7g/cm3,即得抗菌防輻射陶瓷釉漿;所述功能劑包括納米竹炭、負離子復合物及GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉。
5.根據權利要求4所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述低溫熔塊的質量百分比組成為:6~10%硝酸鉀、5~10%石英、12~15%鉀長石、3~8%鈉長石、10~12%鋰輝石、30~35%硼酸、3~5%碳酸鋇、5~8%螢石、1~3%高嶺土、2~5%氟化鈉及5~10%功能劑。
6.根據權利要求4或5所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述功能劑的制備方法如下:
(1)稱取0.3~1gC60粉末,量取80~100ml質量分數為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以500~600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1~3g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應3~5h;快速加入100~150ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3~5天,得GQDs懸浮液;100~150rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時激光輻照30~60min,激光輻照功率為0.5~2W;備用;
(2)超聲攪拌50~60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.001~0.01mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.1~0.5mol/L磷酸二氫銨溶液,超聲攪拌10~20min;逐滴加入0.5~1mol/L氫氧化鈉溶液,調節PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取1~3gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于水溶液中;逐滴加入濃度為0.05~0.5g/100mlZnO量子點水溶液,超聲功率攪拌速度各減半;60~90min后,靜置,過濾,用去離子水洗滌數次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO;
(4)取三維海綿狀石墨烯超聲攪拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中;10~100W超聲60~120min,靜置,去離子水洗滌數次,離心,置于密閉空間內,進行抽真空→加熱加壓循環3~8次,得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉;
(5)取抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物分散于100~200ml超純水中,超聲攪拌2~3h獲得均勻和穩定的分散液,其中抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物的重量比為2~6:3~5:1~5;將具有碳納米管網狀膜的基板置于約8℃時,將分散液加入內凹形狀的基板中,同時,來回滾動滾輪,使該分散液均勻分散于該碳納米管網狀膜中,由于碳納米管在8℃附近時具有親水性,該分散液被吸附在碳納米管網狀膜的多個網洞;升溫至約25℃,碳納米管具有疏水性并將大部分水分子趕走留下吸附在碳納米管網狀膜的多個網洞中抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物;去掉水分,置于密閉空間內,進行抽真空→加熱加壓循環3~5次,然后將吸附有抗菌粉、納米竹炭和負離子復合物的碳納米管網狀膜刮離該基板,獲得抗菌-防輻射-負離子功能劑。
7.根據權利要求3或6所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述三維海綿狀石墨烯制備方法如下:將3g 石墨粉,1g NaNO3在冰水浴中與250ml 98%濃硫酸混合均勻,緩慢加入6g KMnO4;然后升溫至在35℃,攪拌40min 后,加入95ml 去離子水,升溫至98℃反應20min;再加入270ml 水稀釋,并用5ml 30% H2O2中和多余KMnO4,混合溶液的顏色為棕黃色,趁熱過濾,用去離子水反復洗滌至中性,超聲分散得到GO;取200ml 質量分數為5mg/ml的氧化石墨烯溶液倒入直徑25cm,高2cm的圓盤狀反應皿中,加入抗壞血酸(VC)0.5g攪拌使其充分混合;然后密閉反應皿并置于80℃水熱反應15h,反應皿中的氧化石墨烯自發收縮交聯成三維海綿結構,冷凍干燥,得到柔性的三維海綿狀石墨烯。
8.根據權利要求3或6所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述納米竹炭為粒徑介于100~500nm的納米竹炭。
9.根據權利要求3或6所述的抗菌防輻射陶瓷釉的制備方法,其特征在于,所述負離子復合物制備方法如下:取1~10g負離子粉分散于100~200ml超純水中,水浴超聲1~2h獲得均勻和穩定的分散液;加入1~3g多孔碳,超聲攪拌1~2h,讓納米材料充分進入多孔碳孔隙中,多次抽濾清洗,置于密閉空間內,進行抽真空→加熱加壓循環3~8次,得負離子復合物;其中,負離子粉制備方法如下:將5~10%珊瑚化石、10~15%電氣石、20~30%蛋白石、1~3%蛇紋石、5~10%麥飯石、3~5%奇冰石、3~5%北投石、1~5%醫王石、5~10%貝殼、10~15%硅藻土、1~3%三氧化二鐵、1~3%三氧化二鋁、3~8%氧化鋯和1~4%磷酸鋯混合均勻,加入碾磨設備中進行超細粉碎,直至顆粒直徑分布在50~80nm,過篩,干燥,即可制得負離子粉。
10.一種抗菌防輻射陶瓷釉,其特征在于,其按如權利要求1至8任一所述的制備方法制得。