[發(fā)明專利]一種具有分級結(jié)構(gòu)的高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010319735.6
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111543436B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯啟鵬;李墨影;曹文斌;劉文秀;曾麗;趙金平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: A01N59/20
• 分類號: A01N59/20;A01N59/16;A01N59/00;A01P1/00;C02F1/50;C02F1/30;C02F1/72;C09D5/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種具有分級結(jié)構(gòu)的高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)及制備方法。抗菌銅基濾網(wǎng)組成為銅網(wǎng)骨架、在銅網(wǎng)表面生長的Cu(OH)₂納米棒陣列、在Cu(OH)₂納米棒表面生長的Cu基金屬有機(jī)框架(簡稱Cu?BDC MOF，為銅?對苯二甲酸)陣列、在Cu?BDC MOF表面負(fù)載的可見光光催化劑四部分構(gòu)成。生產(chǎn)包括銅網(wǎng)表面預(yù)處理、表面修飾劑的制備、金屬有機(jī)框架的制備、納米可見光光催化材料的負(fù)載四個步驟。本發(fā)明公開的一種具有分級結(jié)構(gòu)的高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)能夠?qū)?xì)菌病毒等進(jìn)行有效的滅活，保證環(huán)境水源以及生活用水的干凈，保障人體健康，可以應(yīng)用于防護(hù)口罩、空氣凈化、水體消毒等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保材料領(lǐng)域，尤其涉及具有空氣凈化、水體凈化和抗菌功能領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著時代的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，但是近幾十年仍舊發(fā)生了多起空氣傳染疾病，生活用水的不干凈引發(fā)夫人人體不適也依舊存在，因此人們迫切希望能夠出現(xiàn)一些技術(shù)使得空氣以及生活用水安全可靠。

銅及銅離子用作抗菌劑歷史悠久，是一種廣譜無機(jī)抗菌殺毒材料，其對微生物的抗殺機(jī)理為a.通過接觸反應(yīng)破壞細(xì)胞膜、誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性；b.產(chǎn)生活性氧抑制活殺死微生物。目前的銅基抗菌殺毒材料的使用方法多為將其分散再溶液中使用，但是液體抗菌殺毒劑不方便用于空氣凈化，而用于水體消毒時銅離子會隨著水體流動而急劇損失。

空氣以及生活用水的消毒對抗菌材料提出了一系列要求：a.具備良好的通透性：空氣以及生活用水的流動性要求抗菌材料具備一定的通透性，不能阻礙空氣以及生活用水流動；b.負(fù)載牢固：抗菌材料要能夠承受空氣以及水體的流動沖刷從而達(dá)到長效持久消毒的效果。c.可控殺菌能力：抗菌材料應(yīng)能夠不同應(yīng)用場景，隨控制因素而增強(qiáng)其抗菌能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題和實(shí)際應(yīng)用需求，本發(fā)明公開了一種具有分級結(jié)構(gòu)的高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)。該材料由金屬銅網(wǎng)骨架、在銅網(wǎng)表面生長的Cu(OH)₂納米棒陣列、在Cu(OH)₂納米棒表面生長的Cu-BDC MOF陣列、在Cu-BDC MOF表面負(fù)載的可見光光催化劑四部分構(gòu)成。

抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)的孔徑在20-30微米之間，不會阻礙空氣及水體流動，可過濾空氣中的微生物并進(jìn)行微生物的滅殺；該材料能夠緩慢釋放銅離子，保持長時間溶液中銅離子溶度的穩(wěn)定緩釋。高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)表面直接生長的Cu(OH)₂納米棒陣列和Cu-BDCMOF陣列與基體結(jié)合牢固，不會因?yàn)闆_刷而掉落；而且兩種陣列具備尖銳的邊緣，可通過物理效應(yīng)破壞細(xì)胞膜來滅殺微生物。此外，銅基濾網(wǎng)最外層的可見光光催化劑可響應(yīng)可見光，產(chǎn)生超氧自由基來促進(jìn)銅離子的釋放，超氧自由基自身也可直接滅殺微生物。更重要的是，光催化劑能夠的引入能夠加速Cu-BDC MOF中銅離子的緩釋，起到光控開關(guān)的功能。該材料能夠?qū)⑽锢頊缁钚?yīng)、銅離子殺菌效應(yīng)以及光催化滅活效應(yīng)結(jié)合起來，發(fā)揮協(xié)同作用提高對細(xì)菌的滅活效率。

一種具有分級結(jié)構(gòu)的高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)，其特征在于通過表面Cu-BDC MOF和可見光光催化劑來滅活微生物；

具有分級結(jié)構(gòu)的高效抗菌殺毒銅基濾網(wǎng)組成為：

基層骨架為金屬銅網(wǎng)；

在銅網(wǎng)表面生長的Cu(OH)₂納米棒陣列；

在Cu(OH)₂納米棒表面生長的Cu-BDC MOF陣列；

在Cu-BDC MOF表面負(fù)載的可見光光催化劑。

其中：所述銅網(wǎng)的銅含量為C1重量％，雜質(zhì)含量為C2重量％，則C1/C2為99以上的值。銅網(wǎng)保證樣品整體具有足夠的柔韌性和一定的強(qiáng)度，同時還是Cu(OH)₂和Cu-BDC MOF的銅源。