[发明专利]一种抗菌活性炭纤维材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有抗菌性能的活性炭纤维材料制备方法，该方法包括以下三个步骤，(1)衬底前处理：将裁剪的活性炭纤维布放入去离子水中浸洗30min，拧干后，放入丙酮溶液中浸洗15‑30min,拧干后，再放入乙醇溶液中浸洗15‑30min，在60‑80℃条件下干燥，待用。(2)磁控溅射：采用银靶纯度为4N，靶材直径50mm，厚度3mm，表面打磨平整，靶材到衬底的距离为8cm，然后进行银颗粒的溅射沉积，磁控溅射是在真空条件下进行。(3)退火处理：将样品放入管式炉内，抽真空然后通入氮气，反复两次，保证管式炉里为氮气气氛，设置退火温度为200‑500℃，退火时间为1‑4h，即得载银活性炭纤维。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种基于磁控溅射法制备的载银活性炭纤维抗菌材料。

背景技术

近年来，随着人们对活性炭纤维研究的深入，使得它的应用也越来越广泛，这得益于含炭纤维在高温活化后，表面产生纳米级孔径，比表面积增加，物化特性发生改变，并且具有吸附特性。但当活性炭纤维上的细菌吸附一定量时，吸附能力会达到饱和，且由于吸附了各种细菌和污染物后，其环境反而给细菌的繁殖和增长提供了有利的条件，使得纤维制品发生二次污染；纳米银具有优良的抗菌性能，活性炭纤维制品负载纳米银后既具备优良的吸附性能，又具备抗菌性能，进一步扩大了活性炭纤维的应用范围和利用率。

发明内容

本发明提供一种抗菌活性炭纤维材料，该该材料由活性炭纤维和纳米银颗粒组成。

优选是该材料由活性炭纤维和纳米银颗粒按照重量比1g:(1-2.5)mg组成。

本发明还提供一种活性炭纤维材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)衬底前处理：将活性炭纤维布放入去离子水中浸洗30min，然后将活性炭纤维沿着一个方向拧干后，放入丙酮溶液中浸洗15-30min，在丙酮溶液中浸洗好的活性炭纤维沿着一个方向拧干后，放入乙醇溶液中浸洗15-30min，干燥，得干燥后的活性炭纤维布；

(2)磁控溅射：采用靶材为银靶纯度4N，直径50mm，厚度3mm，表面打磨平整，用氮气吹净后放置在靶台，用压盖旋紧固定，靶材到衬底的距离为8cm，将步骤(1)得到的干燥后的活性炭纤维布放入溅射室内，然后进行银颗粒的溅射沉积，得样品；

(3)退火处理：将步骤(2)所得样品放入管式炉内，抽真空然后通入氮气，反复两次，保证管式炉里为氮气气氛，进行退火，即得载银活性炭纤维。

优选的本发明所述步骤(2)中磁控溅射的方法是：磁控溅射是在真空条件下进行，需要反应前预抽真空，在沉积薄膜的过程中真空度由机械泵和分子泵共同维持，打开设备电源，真空泵电源和氩气阀门，将气压调到0.1Mpa，然后设置溅射电流为20-150mA,溅射时间为20-60s，将洗涤好的纤维布放入溅射室内，开始抽真空并充入氩气，保证溅射室被氩气充满，开始进行磁控溅射，可以看见紫色的银粒子形成的光柱覆盖整个活性炭纤维布，沉积结束直接取出样品。更优选的溅射时间为40s。

优选的本发明所述步骤(1)的干燥方法为：采用真空干燥箱，在60-80℃条件下干燥。

优选的本发明所述步骤(1)的活性炭纤维布尺寸为4×4cm。

优选的本发明所述步骤(3)的退火方法为：退火温度为200-500℃，退火时间为1-4h。更有选为退火温度为200℃，退火时间为1h

本发明方法制备的材料在医用敷料、环保设备中的应用。

本发明采用磁控溅射法制备载银活性炭纤维，与现有方法相比，本方法的优点在于：(1)通过控制溅射电流和溅射时间可以准确的控制活性炭纤维上的银含量，解决了化学法银含量控制不准确的问题；(2)通过控制退火温度和退火时间可以得到目标粒径的纳米银颗粒；(3)整个过程基本在隔绝空气的条件下进行的避免了银和氧气等其他物质反应，保障了载银活性炭纤维的抗菌性能。