[发明专利]抑菌型纳米氧化锌的制备方法

说明书

本发明涉及抑菌型纳米氧化锌的制备方法，属于新型抗菌剂技术领域。本发明解决的技术问题是常用的液相法水热法、溶胶‑凝胶法、微乳液法、沉淀法等传统液相法均需经过反应、洗涤、干燥和热处理的方式得到纳米材料的过程，工艺复杂，成本较高。本发明的技术方案是提供抑菌型纳米氧化锌粉末的制备方法，由硝酸锌、添加剂、燃料混合配制成水溶液，然后通过低温燃烧合成得到具有抑菌性的纳米氧化锌粉末。本发明制备工艺简单，易于工业化生产，制备得到的纳米氧化锌粉末抑菌剂适用于医学、污水处理、食品包装等领域。

技术领域

本发明属于新型抗菌剂技术领域，尤其涉及抑菌型纳米氧化锌及其制备方法。

背景技术

细菌、霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大的危害，影响人们的健康，甚至危及生命。微生物还会引起各种工业材料、食品、化妆品、医药品等分解、变质、劣化、腐败，带来重大的经济损失。在预防和治疗的过程中，大量使用抗生素带来的一系列环境问题以及耐药菌的出现，迫切需要寻求绿色环保且具有强大抗菌活性的材料。纳米材料细微的晶粒尺寸赋予了其特殊的性能和用途，在催化降解材料、抗菌材料、电子材料等领域有着广泛的应用前景。纳米材料具有的低毒、稳定等优点，使其在抗菌材料领域得到了深入的研究。目前，纳米抗菌材料已广泛应用于医学、污水处理、食品包装等领域，有效解决滥用抗生素、水处理及食品安全等问题。纳米氧化锌作为一种新型无机抗菌材料，由于其较小的尺寸，可以在细胞壁聚集，通过细胞壁的孔或突起等进入细胞内部，也可通过细菌细胞的吞吐作用，进入细胞内部，破坏细胞膜的组成结构。其对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均表现出一定的抗菌性能，性能稳定、安全无毒、广谱的抗杀菌效能、良好的抗菌活力等特点，以及在抗菌应用中具有用量少、抗菌效高等优点。此外，纳米氧化锌具有高温不变色，不分解，价格低廉，资源丰富，形貌可控、悬液呈中性等优点，其已成为抗菌领域的研究热点。

目前纳米氧化锌材料的制备方法主要为：固相法、气相法和液相法。固相法是将金属盐或者金属氧化物根据恰当的比例混合，仔细研磨。采用高温煅烧的方法来发生化学反应，制备出纳米粉末。这种方法操作简单、设备易得适用于工业生产，但又容易引进杂质，产物粒径不均匀及形貌难以控制等不足。气相法是指使反应中所应用到的各种物质用物理或其他等手段转变成气态。在气体状态下发生反应，经过降温后制备成纳米颗粒。这种方法制备出的纳米粉末粒子大小精确可控，颗粒均匀纯度高。但其设备昂贵，操作复杂，成本高。液相法指将均相溶液通过化学反应，使其产物经液质分离，得到具有一定形貌的前躯体，经高温煅烧后得到纳米材料。这种方法具有所需设备和原料易得、反应可以控制等优点。常用的液相法有水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、沉淀法等。传统液相法均需经过反应、洗涤、干燥和热处理的方式得到纳米颗粒的过程，工艺复杂，成本较高。尤其是在制备晶态半导体或复合材料时，制备工艺更为复杂。

低温燃烧合成主要是以可溶性金属盐(主要是硝酸盐)和有机燃料作为反应物，金属硝酸盐在反应中充当氧化剂，有机燃料在反应中充当还原剂，反应物体系在一定温度下加热或点燃引发剧烈的氧化-还原反应，一旦点燃，反应即由氧化-还原反应放出的热量维持自动推进。利用低温燃烧合成法制备抑菌型纳米氧化锌材料尚未见报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是水热法、沉淀法制备纳米氧化锌时需控制的参数比较多，工艺复杂。

为解决上述现有技术存在的不足，本发明提供抗菌性纳米氧化锌的制备方法，包括如下步骤：

将硝酸锌、甘氨酸、添加剂溶解到去离子水或蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到均一溶液，对溶液进行加热，至溶液蒸干形成胶状物质后发生低温燃烧合成反应，得到抑菌型纳米氧化锌粉末。

其中，硝酸锌与甘氨酸的摩尔比为3～4.5。

其中，添加剂为硝酸钴或硝酸铜。

其中，以重量百分数计，所述添加剂的用量为硝酸锌的0.1-1.1％。

其中，加热温度在90～110℃。