[發明專利]納米銅鋅復合抗菌材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710385434.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107114407B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 劉芳;姜國飛;趙朝成;李旭飛;王永強;劉春爽;孫娟;戴業欣;柴晴雯
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: A01N59/20
• 分類號: A01N59/20;A01N59/16;A01N59/00;A01P1/00;C09D5/14;C09D175/04;C02F1/50
• 代理公司: 37256 青島清泰聯信知識產權代理有限公司
• 代理人: 欒瑜

本發明提供了一種納米銅鋅復合抗菌材料的制備方法及應用，屬于環境工程領域，尤其涉及抗菌材料領域，制備得到的納米銅鋅復合抗菌材料殺菌效果好，能夠制備得到抗菌涂料。該納米銅鋅復合抗菌材料的制備方法，具體包括如下步驟：將鋅鹽和銅鹽溶解于水中形成銅鋅溶液，加入與銅鋅溶液等體積的無水乙醇，超聲處理，得到溶液Ⅰ；調節溶液ⅠpH為5.5?6.7，加入一水合檸檬酸，攪拌，超聲處理至溶液中無絮凝，得到溶液Ⅱ；將溶液Ⅱ水浴加熱，攪拌，離心得沉淀，沉淀洗滌，干燥，煅燒，冷卻，得銅鋅絡合物；將上述銅鋅絡合物與石墨烯混合于N,N?二甲基乙酰胺溶液中，超聲處理，得到溶液Ⅲ；將溶液Ⅲ離心得沉淀，沉淀洗滌，干燥，即得納米銅鋅復合抗菌材料。

技術領域

本發明涉及環境工程領域，尤其涉及抗菌材料，具體涉及一種納米銅鋅復合抗菌材料的制備方法及應用。

背景技術

工業循環冷卻水具有溫度適宜(30～40℃)、溶解氧含量高等特點，極易導致微生物在冷卻水系統中大量繁殖，從而造成輸水水質惡化，形成生物粘泥，導致傳熱效率下降、管道腐蝕、輸水管道能耗增加、堵塞冷卻設備及輸水管道等，使工業企業的正常運行受到威脅。

為控制微生物腐蝕及生物粘泥的形成，目前常用的方法是化學抗菌技術，即在循環冷卻水系統中添加化學抗菌劑，如含氯基、季磷鹽等抗菌劑。其效果看似比較明顯，但是其投資較大、運行費用高、管理難度大，同時改變了水中的化學成分而容易對環境造成二次污染，尤其是添加磷系水處理劑的循環冷卻水系統，隨著磷的排放會造成水體富營養化，嚴重影響生態環境。目前，綠色無污染的循環冷卻水系統抗菌劑亟需研究。

在具有抗菌潛力的納米材料中，金屬納米粒子是最具發展潛能的納米抗菌材料之一。但是，納米金屬的復合物金屬粒子單一，殺菌效率低，不能夠在較低用量下達到較高的殺菌效果，用于冷卻水系統的過程中，成本較高且殺菌效果并不理想。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納米銅鋅復合抗菌材料的制備方法及應用，殺菌效果好，能夠制備得到抗菌涂料用于循環冷卻水系統，涂于循環冷卻水系統管壁后，能夠有效的殺死循環水中的微生物，用量少，殺菌率高且成本較低。

本發明的一方面提供了納米銅鋅復合抗菌材料的制備方法，具體包括如下步驟：

將鋅鹽和銅鹽溶解于水中形成銅鋅溶液，加入與銅鋅溶液等體積的無水乙醇，超聲處理，得到溶液Ⅰ；

調節溶液ⅠpH為5.5-6.7，加入一水合檸檬酸，攪拌，超聲處理至溶液中無絮凝，得到溶液Ⅱ；

將溶液Ⅱ水浴加熱，攪拌，離心得沉淀，沉淀洗滌，干燥，煅燒，冷卻，得銅鋅絡合物；

將上述銅鋅絡合物與石墨烯混合于N,N-二甲基乙酰胺溶液中，超聲處理，得到溶液Ⅲ；

將溶液Ⅲ離心得沉淀，沉淀洗滌，干燥，即得納米銅鋅復合抗菌材料。

作為優選技術方案，所述鋅鹽和銅鹽和摩爾比為2-5:1，銅鋅總量與水的摩爾體積比為1:750-1250mol/ml。

作為優選技術方案，所述鋅鹽和銅鹽之和與一水合檸檬酸的摩爾比為1:1-1.5。

作為優選技術方案，所述銅鋅絡合物與石墨烯的質量比為3-10：1，所述銅鋅絡合物與N,N-二甲基乙酰胺溶液的質量體積比為：1：50-100g/ml。

作為優選技術方案，所述水浴溫度為70-90℃，所述沉淀洗滌為用無水乙醇洗滌3-5次，所述銅鋅絡合物的干燥為80℃烘箱中干燥24-48h，干燥后研磨成粉末，粉末在馬弗爐中480-520℃煅燒1-3h，冷卻。

作為可選技術方案，所述溶液Ⅰ經超聲處理0.2-0.6h后得到；所述溶液Ⅱ經30-50kHz超聲處理0.5-1h后得到；所述溶液Ⅲ經超聲處理5-7h后得到。