[發(fā)明專利]一種低成本光催化殺菌抗菌劑及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210121651.7 | 申請日： | 2012-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN103168800A | 公開（公告）日： | 2013-06-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 石建穩(wěn);陳建煒;付明來;崔浩杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所 |
| 主分類號： | A01N59/16 | 分類號： | A01N59/16;A01P1/00 |
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| 地址： | 361021 福*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 低成本 光催化 殺菌 抗菌劑 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種殺菌抗菌劑及其制備方法，具體涉及一種低成本的在室內(nèi)常規(guī)光源下就具有殺菌抗菌活性的TiO2基光催化劑及其制備方法，屬于環(huán)境材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對工作和生活環(huán)境的衛(wèi)生狀況日益重視，各種殺菌抗菌材料也應(yīng)運而生。常見的殺菌抗菌劑主要為有機抗菌劑和無機抗菌劑兩大類，有機殺菌抗菌劑多具有毒性，并且易產(chǎn)生微生物抗藥性、耐熱性，使其在實際應(yīng)用中大大受限。無機抗菌劑主要以銀離子為主，它們一般只能殺死細菌，不能分解內(nèi)毒素，而且價格較高。
自從1985年T.?Matsunaga等首次發(fā)現(xiàn)了TiO2在紫外光照射下有良好的殺菌作用以后(T.?Matsunaga,?et?al.,?Fems.?Microbiol.?Lett.,?1985,?29:?21?I-214)，TiO2光催化殺菌抗菌就獲得了廣泛的研究。其機理是：TiO2是一種帶隙為3.2eV的寬禁帶半導(dǎo)體，由一個充滿電子的低能價帶(VB)和一個空的高能導(dǎo)帶(CB)構(gòu)成，價帶和導(dǎo)帶之間由禁帶分開。當用能量等于或大于禁帶寬度(Eg)的光照射時，半導(dǎo)體價帶上的電子(e-)被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，同時在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的光生空穴(h+)，這樣就在半導(dǎo)體內(nèi)部生成電子-空穴(e-和h+)對。光生電子和光生空穴可直接與細菌的細胞壁、細胞膜和細胞的組成成分反應(yīng)，導(dǎo)致其功能單元失活，從而導(dǎo)致細胞死亡。此外，光生空穴也可將TiO2表面吸附的OH-或H2O分子氧化成羥基自由基(·OH)，而光生電子則與表面吸附的O2發(fā)生作用生成超氧離子自由基(·O2-)，進一步生成羥基自由基和H2O2等活性氧類，TiO2光催化殺菌主要是羥基自由基和其它活性氧類物質(zhì)共同作用的結(jié)果。
目前，TiO2光催化殺菌抗菌已取得了很多的研究成果，然而或多或少地都存在一些缺點。如中國專利ZL02119304.5?公開了一種具有高殺菌光活性介孔二氧化鈦薄膜的制備方法，但必須在紫外光的作用下才能實現(xiàn)殺菌抗菌作用；如中國專利ZL02154431.X公開了一種納米光觸媒抗菌組合物用于抗菌的方法，需要采用金紅石和銳鈦礦混合的TiO2為光催化劑，制備過程復(fù)雜，而且成本較高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低成本的在室內(nèi)常規(guī)光源下就具有殺菌抗菌活性的光催化材料及該材料的制備方法。
本發(fā)明一種低成本光催化殺菌抗菌劑，其特征是以商業(yè)鈦白粉（金紅石型）為催化劑主體、商業(yè)FeCl3為改性劑的FexO/TiO2納米復(fù)合物，其中FexO與基體TiO2的質(zhì)量百分比為0.1%~0.5%，F(xiàn)exO由Fe2O3和FeO組成，且FeII/FeⅢ=0.5~1.5。
本發(fā)明一種低成本光催化殺菌抗菌劑的制備方法由商業(yè)鈦白粉前處理和后續(xù)的改性兩個部分組成，采用加熱回流法制備FexO/TiO2納米復(fù)合物，具體包括以下步驟：
1．商業(yè)鈦白粉前處理
1）??稱取一定量的商業(yè)鈦白粉，倒入圓底燒瓶中，加入適量體積（保證液面沒過鈦白粉一定高度）4~8M的鹽酸，然后將圓底燒瓶放在油浴鍋中，在攪拌條件下，80~100℃密封加熱回流2~6小時；
2）??將經(jīng)鹽酸處理的鈦白粉用布氏漏斗抽濾，反復(fù)用去離子水洗滌至濾液為中性，室溫干燥后待用。
2.?鈦白粉的改性
1）??稱取30~80g經(jīng)步驟1處理后的鈦白粉，加入到裝有500mL濃度為0.2~1.5mg/mLFeCl3溶液的圓底燒瓶中，在油浴鍋中，攪拌條件下，80~100℃密封加熱回流1~8小時；
2）??再往圓底燒瓶中緩慢加入預(yù)先配好的NaOH溶液（濃度為10~30?mg/mL，加入體積10~50?mL）；
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