[发明专利]一种脱氧剂专用纳米Fe@SiO2新材料制备方法

说明书

本发明公开了一种脱氧剂专用纳米Fe@SiO₂及其制备方法，属于食品保鲜技术领域。本发明的技术方案是，将硫酸亚铁通过聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰并添加硼氢化钾（KBH₄）后变为纳米铁溶液，然后通过氨水和正硅酸乙酯（TEOS）包埋，制备成复合纳米Fe@SiO₂新材料。本发明技术方案制备的纳米Fe@SiO₂新材料具有极高的流动性，更有利于生产脱氧剂；并且纳米级的原料增加了比表面积，使脱氧剂原料得到更充分的氧化利用，从而增加了脱氧剂的单位除氧能力。

技术领域

本发明属于食品保鲜技术领域，尤其涉及一种脱氧剂专用纳米Fe@SiO₂新材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着消费者对食品安全认知的增加，食品物理包装保鲜技术不断发展，脱氧剂保鲜是一种典型食品物理保鲜技术。该技术主要是通过脱氧剂自身的氧化还原特性吸收食品包装内部的氧气，从而降低包装内部的氧气含量，达到减少食品氧化变质的目的。

目前，铁粉是脱氧剂吸氧原理中主要的还原剂，在阳离子溶液中易被氧气氧化为Fe₂O₃及Fe(HO)₃。但是，现阶段使用的铁粉多为工业矿石残渣，纯度较低，并且由于冶炼粉碎技术问题导致铁粉颗粒相对较大，在生产脱氧剂并使用的过程中容易造成氧化还原反应中断，降低了铁粉的利用率及影响食品保鲜效果。另外，现阶段铁矿石中含有较多的砷、铅、铝、镉等有毒杂质及重金属杂质等，限制了其在食品保鲜中的应用。纳米材料颗粒直径一般在10~500nm之间，金属纳米颗粒具有极大的比表面积，并且具有其独特的表面效应、小尺寸效应，量子效应、宏观量子隧道效应等，在食品杀菌保鲜、包装保鲜方面已经取得了广泛的研究。基于以上问题及研究，采用Fe@SiO₂新材料制备脱氧剂，不但可以纯化脱氧剂的原料组成，还可以利用纳米材料巨大的比表面积优势增加脱氧剂的单位除氧能力。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供脱氧剂专用纳米Fe@SiO₂新材料及其制备方法，将FeSO₄•7H₂O溶液与PVP混合均匀后加入KBH₄得到纳米铁溶液，然后通过氨水和TEOS包埋后形成纳米Fe@SiO₂新材料。然后利用纳米材料巨大的比表面积优势增加脱氧剂的单位除氧能力。

本发明的目的的实现可以通过以下技术方案实验：

一种脱氧剂专用纳米Fe@SiO₂新材料制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）纳米铁制备：FeSO₄•7H₂O溶液与PVP混合均匀后加入KBH₄即得到纳米铁溶液

2）纳米SiO₂包埋：将纳米铁溶液中加入氨水和TEOS，搅拌离心即为纳米Fe@SiO₂新材料。

上述制备方法步骤1）中FeSO₄•7H₂O溶液质量分数为0.1~10%。其中，FeSO₄•7H₂O溶液优选质量分数为1%~5%。

上述制备方法步骤1）中PVP添加量为0.1%~10%。其中PVP优选添加量为1%~5%。

上述制备方法步骤1）中KBH₄添加量为0.1%~1%。其中，KBH₄优选添加量为0.2%~0.6%

上述制备方法步骤2）中氨水添加量为2%~10%。其中氨水优选添加量为4%~8%。

上述制备方法步骤2）中TEOS添加量为1%~20%。其中TEOS优选添加量为8%~12%。