[發(fā)明專利]海綿銅基銀薄膜負(fù)載納米顆粒殺菌電極材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610718750.1
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN106319579B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建國;趙明
• 申請（專利權(quán)）人: 山東清大銀光金屬海綿新材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C25D1/08
• 分類號(hào): C25D1/08;C25D15/00;C25D3/46;C25D3/38;C25F3/14;C02F1/467;C02F1/461
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙)11265
• 代理人: 高福勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及殺菌電極材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基微米銀薄膜負(fù)載氧化鋅與二氧化鈦納米顆粒的電極材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國水質(zhì)惡化日趨嚴(yán)重，其中水資源細(xì)菌污染問題是水體污染的重要方面之一。傳統(tǒng)上治理水體細(xì)菌污染是采用加氯消毒的方法，然而，加氯消毒會(huì)導(dǎo)致水體中產(chǎn)生致癌物等有害物質(zhì)。電解法殺菌具有對水資源影響小、殺菌效果顯著及殺菌能耗低的優(yōu)點(diǎn)，故成為現(xiàn)金治理水資源細(xì)菌污染的有效途徑。電解殺菌一方面是電極直接作用殺菌，另一方面則是利用電極間接殺菌效應(yīng)；直接殺菌機(jī)制是由于電極材料破壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)DNA死亡，從而達(dá)到殺菌的目的；間接殺菌機(jī)制是由于電解液中離子的氧化還原反應(yīng)對細(xì)菌產(chǎn)生的破壞作用。因而，高效殺菌電極材料在電解法治理水資源細(xì)菌污染方面起著至關(guān)重要的作用。其中，金屬銀具有顯著的殺菌作用，銀離子可破壞細(xì)菌體中的蛋白酶從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。現(xiàn)有殺菌電極材料殺菌能耗較高，殺菌效果不佳，且容易對水環(huán)境造成二次污染，因此，研發(fā)適用于治理水資源細(xì)菌污染的高效殺菌電極材料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種海綿銅基銀薄膜負(fù)載殺菌納米顆粒電極材料的制備方法，根據(jù)本方法制備的電極材料適用于治理水資源的細(xì)菌污染，且使用過程環(huán)保，殺菌能耗低，具有顯著的殺菌效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種海綿銅基銀薄膜負(fù)載殺菌納米顆粒電極材料的制備方法，由以下制備過程組成：

步驟[1]海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基體的電沉積制備；

步驟[2]聚醚型聚氨酯海綿模型的去除；

步驟[3]海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅表面金屬銀/氧化鋅/二氧化鈦復(fù)合電沉積過程；

步驟[4]海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基微米銀薄膜負(fù)載氧化鋅與二氧化鈦納米顆粒后表面銀局部陽極腐蝕過程。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述步驟[1]具體包括如下操作：

a1.聚醚型聚氨酯海綿模型的導(dǎo)電化處理：將納米銅粉、羥丙基甲基纖維素、淀粉、聚乙烯醇、碳酸氫鈉和去離子水混合均勻以形成導(dǎo)電漿料；將聚醚型聚氨酯海綿在導(dǎo)電漿料中充分浸潤，然后在30～45℃的干燥箱內(nèi)經(jīng)2～4小時(shí)干燥后完成聚醚型聚氨酯海綿模型導(dǎo)電化處理過程；

a2.海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基體的電沉積過程：將分析純的氟硼酸銅、硝酸銅、甲基紫、硫脲和二甲基二硫代氨基甲酸鈉依次加入到去離子水中，形成電沉積液A；以經(jīng)導(dǎo)電化處理的聚醚型聚氨酯海綿模型為陰極、金屬銅為陽極，在340～860mA/cm²的電流密度下進(jìn)行電沉積，并以超聲波攪拌，在室溫下電沉積1～2.5小時(shí)，完成海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基體的電沉積制備。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述導(dǎo)電漿料中各組分的重量百分比分別為：納米銅粉25～60％、羥丙基甲基纖維素1～6％、淀粉3～15％、聚乙烯醇2～8％，碳酸氫鈉0.5～4％，其余為去離子水。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述電沉積液A中各組份濃度分別為：氟硼酸銅30～150g/L、硝酸銅40～180g/L、甲基紫5～35g/L、硫脲4～12g/L和二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.2～13g/L。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述步驟[2]的具體操作為：

待海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基體的電沉積制備過程完成后，將其裝入密封電爐并在0.1～4Mpa的氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加溫至280～420℃，保溫40～80分鐘，以便去除聚醚型聚氨酯海綿模型。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述步驟[3]的具體操作為：

將分析純的碳酸銀、硫代硫酸鈉、尿素、納米氧化鋅粉、納米二氧化鈦粉、85％磷酸依次加入到去離子水中，混合均勻以形成電沉積液B；以海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅基體為陰極、不銹鋼為陽極，在50～130mA/cm²的電流密度下進(jìn)行電沉積，并以超聲波攪拌，在室溫下電沉積10～30分鐘，完成海綿結(jié)構(gòu)型金屬銅表面金屬銀/氧化鋅/二氧化鈦復(fù)合電沉積過程。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述電沉積液B中各組分濃度分別為：碳酸銀160～320g/L、硫代硫酸鈉30～60g/L、尿素80～150g/L、納米氧化鋅粉40～110g/L、納米二氧化鈦粉20～80g/L及磷酸5～20mL/L。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，所述步驟[4]的具體操作為：