[發(fā)明專利]一種無機涂層抗菌纖維及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810031489.3
• 申請日: 2008-06-16
• 公開（公告）號: CN101302710A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃小忠;杜作娟;黎炎圖;張承輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: D06M11/44
• 分類號: D06M11/44;B01J23/60;D06M11/46;B01J23/06;D06M11/49;B01J31/28;B01J31/38;B01J35/06;A01N59/16;A01N59/00;D06M101/40;D06M101/36;D06M101/32
• 代理公司: 中南大學(xué)專利中心
• 代理人: 胡燕瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所涉及一種無機抗菌劑及其制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著抗生素和化學(xué)藥物的大量使用，以細(xì)菌和病毒為代表的微生物對人類發(fā)起了越來越猛烈的攻擊，并造成了越來越嚴(yán)重的后果，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，改善生活條件，建設(shè)環(huán)保健康的生存環(huán)境，已成為迫切需要解決的問題，無機抗菌材料因具有廣譜抗菌、耐腐蝕、使用范圍廣、使用安全等優(yōu)點，成為抗菌劑研究的熱點。

目前使用的無機抗菌劑主要有兩大類：以銀為首的溶出型無機抗菌劑和以鈦、鋅為首的光催化型抗菌劑。銀系抗菌材料中銀離子具有很強的抗菌活性，但銀離子化學(xué)性質(zhì)比較活潑，對熱和光比較敏感，特別是經(jīng)紫外線照射后易被還原為黑色的單質(zhì)銀，從而影響白色或淺色制品的外觀，其穩(wěn)定性問題一直未得到有效和最終的解決。光催化型抗菌劑具有無毒、反應(yīng)條件溫和和選擇性小等優(yōu)點，在降解環(huán)境污染物的處理方面受到了廣泛的重視，光催化材料的研究開發(fā)，成為目前國內(nèi)外研究的熱點。但光催化劑存在如下缺點：①大多數(shù)光催化劑帶隙較寬，電子-空穴對的重新復(fù)合降低了光催化劑的催化效率；②只能在紫外區(qū)域顯示光催化活性，太陽光中紫外光能量僅占5％左右，而可見光能量占40％以上，對太陽光的利用率很低，成本較高。并且作為環(huán)境凈化材料，如果需要紫外光照射，必將限制其在室內(nèi)的應(yīng)用。③光催化劑的回收一直未得到有效的解決。這些缺點的存在限制了光催化材料的工業(yè)化應(yīng)用。因此，為了有效利用太陽光，研究在可見光下具有高效光催化活性的催化材料非常有意義，尋求可回收、環(huán)境友好并具有高性能可見光光催化材料是光催化劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然趨勢。

以ZnO為代表的活性氧化物是最早被應(yīng)用的無機抗菌材料之一。從一些殺菌軟膏到貼片式膏藥，從化妝品到藥物，都在大量的使用。研究表明，ZnO對多種皮膚病尤其是由金黃色葡萄球菌引起的各種特異性皮疹、濕疹具有奇特的殺滅和抑制效果。氧化鋅是一種具有良好生物相容性、環(huán)境協(xié)調(diào)性和安全抗菌性的無機抗菌劑材料。但由于受抗菌活性的限制，其發(fā)展曾一度處于停滯狀態(tài)。O.Yamanoto研究了ZnO粒徑對抗菌活性的影響，發(fā)現(xiàn)在0.1～0.8mum范圍內(nèi)，隨著粒徑減小，其抗菌活性明顯增強(O.Yamamoto，Influence?ofparticle?size?on?the?antibacterial?activity?of?zinc?oxide，International?Journal?of?Inorganic?Materials，2001，3：643-646)。研究發(fā)現(xiàn)，含ZnO/活性炭復(fù)合體系具有很強的抗菌效果，且抗菌活性隨體系中ZnO含量增加(52％～65％)和炭化溫度下降而顯著增加，而不含ZnO的活性炭不具有抗菌性能。(O.Yamamotoa，K.Nakakoshia，T.Sasamoto，Adsorption?and?growth?inhibition?of?bacteria?on?carbon?materialscontaining?zinc?oxide，Carbon，2001，39：1643-1651)日本松下公司發(fā)現(xiàn)一種四針狀ZnO晶須(T-ZnOw)比一般氧化鋅的抗菌活性好，并成功地將其應(yīng)用于抗菌、防霉、污水處理、有害化學(xué)物質(zhì)分解等領(lǐng)域，取得良好效果。四針狀氧化鋅(T-ZnOw)晶須由于其具有獨特的空間結(jié)構(gòu)，作為新型的光催化劑，既克服了一般銀系無機抗菌劑易變色的缺點，又不同于光催化納米抗菌材料需要借助于紫外光催化才能抗菌，更不會像有機抗菌劑那樣帶來二次污染和其他副作用。該類材料的開發(fā)可望在環(huán)境保護(hù)、污水處理、空氣凈化等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。納米二氧化鈦光催化劑體系的研究主要表現(xiàn)在以下兩個方面：①二氧化鈦光催化劑的染料敏化。敏化作用利用染料對可見光的反應(yīng)性以拓展納米二氧化鈦光催化劑在可見光領(lǐng)域的響應(yīng)，然而，染料本身也會被降解而使光催化劑失去活性；②納米二氧化鈦光催化劑的復(fù)合和摻雜修飾。如采用金屬離子(Ag⁺、Fe³⁺等)摻雜、摻氮等可提高納米二氧化鈦的光催化效率和拓展其在可見光領(lǐng)域的響應(yīng)性。Asahi報道了TiO_2-xN_x粉末和薄膜光催化劑，在可見光(波長500nm)下具有高光催化活性和超親水性(R.Asahi，T.Morikawa，T.Ohwaki，K.Aoki，Y.Taga，Visible-lightphotocatalysis?in?nitrogen-doped?titanium?oxides，Science，2001，293：269-271)。

發(fā)明內(nèi)容