[发明专利]稀土抗菌材料、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种稀土抗菌材料、其制备方法及应用，所述的稀土抗菌材料包括如下原料组分制成：四针状氧化锌晶须80‑120重量份、聚乙二醇2000400‑600重量份、氧化镧80‑120重量份、氯化镧100‑200重量份、氧化铈100‑200重量份、氧化铜100‑200重量份、水1500‑2500重量份。本发明的有益效果为：本发明所述稀土抗菌材料，不添加重金属元素，对人体无害，且抗菌率高、抗菌谱广、抗菌效果持续时间长、成本低廉、制备方法简单，适合应用于医疗器械、塑料化工、农牧产品、日化产品、空调滤芯、纺织领域等多个领域的抗菌，此外还可以用于抗击新冠病毒用途。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及稀土抗菌材料、其制备方法及应用。

背景技术

市面上现存的无机抗菌材料含有重金属，重金属会导致人的头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症(如肝癌、胃癌、肠癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌及乌脚病和畸形儿)等，危害人体健康，并且还存在抗菌效果不持久的问题。此外，市面上常见的几种抗菌材料比如银离子抗菌材料成本较高，容易发黑，氧化镁抗菌材料抗菌类型较少，钛基光催化抗菌材料抗菌效果不理想，抗菌率太低等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种无人体健康隐患、抗菌率高、抗菌谱广、抗菌效果持久、成本低廉、制备方法简单、应用领域广阔的稀土抗菌材料，并提供其制备方法。

为实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀土抗菌材料，包括如下原料组分制成：四针状氧化锌晶须80-120重量份、聚乙二醇2000 400-600重量份、氧化镧80-120重量份、氯化镧100-200重量份、氧化铈100-200重量份、氧化铜100-200重量份、水1500-2500重量份。优选的，包括如下原料组分制成：四针状氧化锌晶须100重量份、聚乙二醇2000 500重量份、氧化镧100重量份、氯化镧150重量份、氧化铈150重量份、氧化铜150重量份、水2000重量份。

本发明所述稀土抗菌材料，添加了氧化镧、氯化镧、氧化铈在内的多种稀土元素氧化物或氯化物组分，通过将其与光催化系抗菌剂四针状氧化锌晶须以及金属系抗菌剂氧化铜进行复配并进行合理配比，抗菌性能显著增强。复配增强抗菌机理在于：稀土元素的原子构造4fn5d16S,n从0变化到14,外层价电子是5d16S,故稀土元素均以正三价出现。稀土元素随着原子序数的增加,4f的n层逐步被填满。当将金属系、光催化系抗菌剂中加入稀土元素原料，由于其外层的价电子带存在当含有紫外线的光照射抗菌剂时，产生电子(e-)和空穴(h+)，产生的电子一部分跳跃而形成金属离子，而另一部分则较多地被稀土元素的外层价电子带所俘获，这样便可产生更多的空穴，与此同时，稀土元素价电子带俘获的部分电子也极易被金属原子所夺而形成金属离子，由于以上双重激活，抗菌材料的抗菌性能得到极大的提高。

本发明所述稀土抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按重量份分别称取各原料，备用；

(2)将四针状氧化锌晶须、聚乙二醇2000、氧化镧、氯化镧、氧化铈、氧化铜混合均匀，得到混合料；向所述混合料中加入水，先搅拌使分散均匀，然后置于超声波细胞分散器中进行超声分散，得到混悬液；

(3)将混悬液烘干成为粉末，然后将所得粉末进行高温煅烧，即得到所述的稀土抗菌材料。

优选的，步骤(2)中，所述搅拌为以2000-3000r/min的搅拌速度搅拌30-60min。

优选的，步骤(2)中，所述超声分散至混悬液中固形物粒径为0.5-1μm。

优选的，步骤(3)中，所述烘干为在200℃烘箱中烘烤3-5h。

优选的，步骤(3)中，所述煅烧为在1200℃高温炉中煅烤2-3h，研究发现，在1200℃时具有杀菌效果的稀土离子溶出达到最大，杀菌效果最好。