[發明專利]一種緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010874986.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111955478B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 汪印;劉學蛟;賴登國
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: A01N59/00
• 分類號: A01N59/00;A01P3/00;A01P1/00;C02F1/28
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

1.一種緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料，其特征在于，所述緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料含有組分A和組分B，所述組分A和組分B的質量比為(0.5～10):1，所述組分A為負載納米零價鐵和納米銀的活性炭，所述組分B為負載石墨烯的活性炭，所述組分B中石墨烯的質量占比為0.1％～20％；

所述組分A按照以下步驟制備得到：

S11、將活性炭進行酸化處理后干燥，得到酸化活性炭；

S12、將硫酸亞鐵采用乙醇和水的混合溶劑溶解，之后加入聚乙二醇混合均勻，得到浸漬液；

S13、將酸化活性炭加入到浸漬液中攪拌均勻，之后加入硼氫化鈉溶液進行原位還原反應，洗滌，得到負載納米零價鐵的活性炭；所述原位還原反應的條件包括攪拌速率為300～800r/min，反應溫度為室溫，反應時間為20～40min；

S14、將負載納米零價鐵的活性炭在氮氣保護下加入到銀鹽溶液中進行氧化還原反應，所述氧化還原反應的條件包括攪拌速率為300～800r/min，反應溫度為室溫，反應時間為10～40min，得到組分A。

2.根據權利要求1所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料，其特征在于，所述組分A中活性炭的粒徑為0.8～1.5mm或0.01～0.2mm，且所述組分B中活性炭的粒徑為0.05mm以下。

3.根據權利要求1所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料，其特征在于，所述組分A中納米零價鐵的質量占比為0.1％～1.0％，納米銀的質量占比為0.03％～2.00％。

4.根據權利要求1所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料，其特征在于，

步驟S11中，所述酸化處理的方式為將活性炭按照固液比1:(3～10)在質量濃度為2～10％的優級鹽酸溶液中浸泡20～30h，之后用去離子水洗至pH值不變，烘干；

步驟S12中，所述乙醇和水的體積比為2:8～8:2；所述聚乙二醇的數均分子量為200～4000；所述聚乙二醇和硫酸亞鐵的質量比為1:(2～5)；所述硫酸亞鐵中的鐵與酸化活性炭的質量比為1:(5～200)；

步驟S13中，所述硼氫化鈉溶液的量按摩爾比nFe²⁺/nBH₄^-＝1:3～1:8加入；所述原位還原反應的條件包括攪拌速率為300～800r/min，反應溫度為室溫，反應時間為20～40min；

步驟S14中，所述銀鹽為硝酸銀；所述銀鹽溶液的濃度為C_(Ag+)＝0.2～10mmol/L。

5.根據權利要求1所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料，其特征在于，所述組分B按照以下步驟制備得到：

S21、將活性炭粉碎后進行酸化處理后干燥，得到酸化活性炭粉末；

S22、將氧化石墨烯超聲分散于超純水中得到均勻的氧化石墨烯溶液；

S23、將酸化活性炭粉末加入氧化石墨烯溶液中，攪拌后加入抗壞血酸進行還原反應，反應完成后進行過濾、洗滌和烘干，得到負載石墨烯的活性炭。

6.根據權利要求5所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料，其特征在于，

步驟S21中，所述粉碎的方法為將活性炭按照固液比為1:(50～100)加入去離子水中，使用行星式球磨機以230～300r/min的轉速球磨180～300min，去離子水洗滌后烘干；所述酸化處理的方法為用摩爾濃度為0.5～3M的優級鹽酸溶液按照固液比為1:(3～10)浸泡20～30h，之后去離子水洗至pH值不變，烘干；

步驟S22中，所述氧化石墨烯和超純水的用量使所得氧化石墨烯溶液的濃度為0.3～2mg/mL；

步驟S23中，所述酸化活性炭粉末與氧化石墨烯的質量比為(2.5～20):1；所述攪拌的速率為250～500r/min，時間為12～24h；所述抗壞血酸與氧化石墨烯質量比為(0.5～10):1；所述還原反應在水浴70～100℃下進行2～6h。

7.權利要求1～6中任意一項所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括將組分A和組分B混合均勻。

8.權利要求1～6中任意一項所述的緩釋型碳基抗菌抗病毒復合材料在抗病毒防護裝備、抗病毒凈水過濾濾芯中的應用。