[发明专利]一种石墨烯抗菌灭菌透明釉的制备方法及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种石墨烯抗菌灭菌透明釉的制备方法及其应用方法。

背景技术

日用瓷机械强度高、细腻洁白，但绝大部分的日用瓷釉面采用的硅酸盐材料没有抗菌性。随着人们生活水平的提高和人们对健康的要求提高，陶瓷的抗菌性能变得越来越重要。传统的抗菌陶瓷采用金属银、银的氧化物或者其离子作为抗菌剂，人们通常以无机载体负载纳米银作为抗菌材料，将纳米银负载于沸石、蒙脱土、海泡石、磷酸锆、磷酸钙、硅胶、氧化锌等无机载体上，但银盐具有很强的光敏反应，遇光或长期保存易变色，接触水时 Ag⁺易析出而导致抗菌性不佳，并且直接引入银的成本很高。

石墨烯是一种二维自由态原子晶体。它具有高电导、高热导、高硬度和高强度等奇特的物理、化学性质。自2010 年，中国科学院上海应用物理所黄庆课题组首次发现了石墨烯材料的抗菌作用以来，研究表明，石墨烯与其衍生物氧化石墨烯不但可以通过接触切割作用对细菌细胞膜进行破坏，还可以通过大规模的直接抽提细胞膜上的磷脂分子，来破坏细胞膜并杀死细菌，具有很好的抗菌性。不少学者利用纳米银和石墨烯/氧化石墨烯两种材料的特性，制成石墨烯/氧化石墨烯—纳米银复合材料。Danhui Zhang 等使用明胶作为还原剂和稳定剂在常温下合成了氧化石墨烯—纳米银抗菌材料，此材料对于大肠杆菌的抑制率达到 99.9%。Qi Bao 等以AgNO₃为金属盐前躯体，对苯二酚为还原剂，柠檬酸为稳定剂，在柠檬酸缓冲溶液中通过对苯二酚对吸收的 Ag⁺进行原位还原，同样得到了此类抗菌材料，这些结果具有一定的参考价值。

中国专利CN101161336公布了一种负载纳米金属银氧化石墨烯的制备方法，但该法需要在暗室条件下进行反应，条件要求严格，且制备过程中使用有机溶剂，不环保。

中国专利 CN103975951A介绍了一种氧化石墨烯/银络合抗菌材料，该发明将银与有机或无机络合物结合形成小分子，再结合氧化石墨烯来增强其稳定性，并通过缓释性来延长抗菌性能，但该法工艺上较为复杂，条件要求严格，要加入有机物使得氧化石墨烯分散性能提高，且合成温度稍有提高，抗菌能力就会下降。

中国专利CN102224819A公布了一种负载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂，该发明以氧化石墨烯粉末，柠檬酸钠，硝酸银为原料，机械混合得到纳米银/氧化石墨烯复合杀菌剂。

结合陶瓷企业实际，本发明用纳米锌代替纳米银，既降低成本，又可以使得日用瓷的釉面光洁度提高，且具有一定的自洁性；另一方面纳米锌和石墨烯的复合，还使得抗菌效果更佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本低廉、工艺简单、抗菌灭菌效果好的石墨烯抗菌灭菌透明釉的制备方法及其应用方法。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种石墨烯抗菌灭菌透明釉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：以乙酸锌为锌源，乙二醇甲醚为溶剂得到Zn溶胶；

步骤二：将石墨烯加入到步骤一制得的Zn溶胶中，经超声分散后，溶液静置12h；

步骤三：将步骤二静置后的溶液过滤，得到的沉淀经洗涤干燥后得到石墨烯/锌络合抗菌灭菌剂。

所述步骤二中石墨烯和Zn溶胶中的Zn的重量比为0.1～1:100。

上述石墨烯抗菌灭菌透明釉的应用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将透明釉料预烧结、烘干、粉碎、过250目筛；

步骤二：在步骤一制得的透明釉料粉末中加入石墨烯抗菌灭菌剂，再加入氧化铝球和水后，经球磨、过滤得到抗菌灭菌透明釉；

步骤三：选取日用陶瓷坯体先浸一层透明釉，干燥后再浸一层抗菌灭菌透明釉，坯体经干燥、烧成、冷却后得到具有抗菌灭菌功效的日用瓷成品。

所述步骤二中抗菌灭菌剂的加入量为透明釉料重量的1～5%。

所述透明釉料配方的重量百分比组成为：钾长石51%，石英22%，高岭土9%，石灰石15%，碳酸钡2%，萤石1%。

所述透明釉料配方的重量百分比组成为：钾长石15%，钠长石50%，白云石2%，石灰石4%，石英23%，高岭土6%。

所述透明釉料配方的重量百分比组成为：钾长石14%，钠长石60%，方解石10%，石灰石5%，石英6%，高岭土4%，碳酸钡1%。

所述步骤三中日用陶瓷坯体上透明釉的厚度为0.3～0.5mm，石墨烯抗菌灭菌透明釉的厚度为0.5～1mm。