[发明专利]立方体磷酸锆载银抗菌粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸锆载银抗菌剂，尤其是涉及一种立方体磷酸锆载银抗菌粉的制备方法。

背景技术

银离子抗菌源于中国古代,并伴随着人类文明的进步而逐步完善发展起来。现已经成为提高人类生活品质的一个重要组成部分,也是世界各国科学家的研究热点。银系无机抗菌剂是无机抗菌材料中最主要也是最重要的一类品种。

无机银系抗菌粉从载体上可分为硅酸盐系（包括沸石、托勃莫来石、硅胶玻璃、膨润土等）,磷酸盐系（包括磷酸锆、磷酸钙等）、氧化物系（包括TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃等）和其他（如活性碳、碳纤维、络合物等）。但由于银的化学性质活泼,在紫外光的照射下银系抗菌剂容易变色,从而严重影响了其应用。银系抗菌剂易变色是由于银离子与载体的结合力弱,银离子易于溶出氧化的结果。立方体磷酸锆钠表面为多孔型结构，不仅比表面积大、吸附能力强,而且化学稳定性好、耐高温，并能使担持的抗菌金属离子产生很好的缓释作用。以此为载体能有效增强载体与银离子之间的结合力，从而使抗菌剂具有耐紫外光照、耐高温、抗菌力持久等优点。

中国专利CN102239887A公开一种纳米级磷酸锆载银复合无机抗菌剂的制备方法，其包括以下的步骤：a、制备纳米磷酸锆载体：在氯氧化锆水溶液中加入足量的磷酸二氢钠水溶液反应得到纳米级磷酸锆载体；b、超滤：将纳米磷酸锆载体置入超滤膜系统中，至滤液中用银离子检验无氯离子时，完成超滤；c、抗菌金属离子吸附、置换：将纳米磷酸锆载体的溶胶沉淀加纯水溶解，而后加入抗菌金属离子水溶液，充分吸附、置换反应；d、无机抗菌粉体的制备：抽滤，清洗反应产物，烘干滤饼，烘干后的滤饼稍微粉碎后煅烧，获得产品。该制备方法采用超滤膜除去合成磷酸锆过程中产生的副产物无机盐，以使磷酸锆载体不需要经过高温煅烧就可以直接用于吸附、置换金属离子。

中国专利CN1600536公开一种纳米层状磷酸锆载银无机抗菌粉及其制备新方法。它以纳米层状磷酸锆为载体，其pH在1～2之间，圆片最长径小于600nm、厚度小于50nm，其制备过程通过模板剂与晶粒生长抑制剂来控制粉体的形貌与大小。银离子的交换是采用锌离子过渡法，此法使银离子的利用率提高到100％，通过稍过量的锌离子，在高温下可形成氧化锌包覆银离子的微核结构。此法制得的无机抗菌粉体具有无毒、颗粒均匀、耐候性优异、加工稳定性优异、抗菌效果持久等特点。可广泛应用于化纤、塑料、水处理、后整理等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立方体磷酸锆载银抗菌粉的制备方法。

所述立方体磷酸锆载银抗菌粉，其粉体微观结构为立方体形状，银负载在立方体上，立方体边长为400～1000nm。

本发明包括以下步骤：

1）立方体磷酸锆载体的制备：将氧氯化锆、磷酸二氢钠和草酸钠溶于水于反应釜中加热搅拌，得立方体磷酸锆载体；

2）将步骤1）所得立方体磷酸锆载体与硝酸锌水溶液混合，搅拌后生成载锌中间体；

3）将载锌中间体配制成6%～10%的水分散液，加入硝酸银溶液，使得银离子在载体中的含量为1.5%～3.5%，搅拌，洗涤，过滤，干燥，锻烧得最终产物立方体磷酸锆载银抗菌粉。

在步骤1）中，所述氧氯化锆、磷酸二氢钠、草酸钠的摩尔比为1∶（1.5～2.1）∶（0.7～1），所述加热的温度可为90℃，加热的时间可为28h；其中氧氯化锆和磷酸二氢钠为反应原料，是产品中锆元素和磷酸根的来源，草酸钠为模板剂，用于控制载体的形貌；所述氧氯化锆、磷酸二氢钠、草酸钠的摩尔比最好为1∶1.9∶0.9；所述立方体磷酸锆载体中按质量百分比含水率可为40%～50%。

在步骤2）中，所述搅拌的条件可为在90℃下搅拌2h；所述立方体磷酸锆载体与硝酸锌水溶液的质量比可为1∶（0.3～0.4），所述硝酸锌水溶液的浓度可为40%～50%。

在步骤3）中，所述搅拌的条件是在温度为60～70℃下搅拌3h。

本发明的立方体磷酸锆载体的制备采用常压水热合成法，其工艺简单，操作方便，设备选择性大。

本发明选用草酸钠为模板剂代替旧工艺的氢氟酸，制备出立方体形状的磷酸锆载体，从而使产品及其生产过程真正做到安全无毒，并且在生产设备上可以选择搪瓷设备，节约生产成本。

本发明采用锌离子过渡过载银，先用锌离子交换纳离子，再用银离子交换锌离子，通过控制粉体的载锌离子量来提高银离子的利用率，使得银离子的利用率几乎达到100%，节约成本。

附图说明