[發明專利]具有抗菌功能的高疏水性碘摻雜ZnO復合薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202011156444.6
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112275302B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 林華香;金玉博;楊浩國;王緒緒;員汝勝;龍金林;張子重
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;A01N59/00;A01N59/12;A01P1/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

本發明公開了一種具有抗菌功能的高疏水性碘摻雜ZnO復合薄膜的制備方法，屬于材料合成技術領域，其是先以醋酸鋅、乙二醇甲醚、二乙醇胺為原料配成種子液，在基底材料表面鍍上氧化鋅種子層，再采用HIO₃、硝酸鋅和六次甲基四胺為原料配成生長液，再將表面鍍有氧化鋅種子層的基底材料浸漬在生長液中，原位生長數小時后得到碘摻雜氧化鋅復合薄膜。本發明原料廉價易得，工藝過程簡單易操作，并具有使用試劑污染小、反應重復性好、制備條件溫和等優點。所得的碘摻雜氧化鋅復合薄膜具有高的疏水性，并在抗菌實驗中表現出良好的催化活性，且性能穩定、循環性好。

技術領域

本發明屬于材料合成技術領域，具體涉及一種定向生長的高疏水性碘摻雜氧化鋅復合薄膜材料及其制備方法。

背景技術

從2003年全球爆發的“非典型肺炎”，到2019年末至今仍困擾著人類的“新冠肺炎”，由細菌、病毒等微生物所引發的疾病時刻威脅著人類的健康。1985年，Matsunaga等人首次就TiO₂半導體負載貴金屬Pt可以在光照下對細菌進行滅活進行了報道說明，就此打開了光催化在抗菌領域的大門。半導體催化劑在光激發下會產生電子空穴對，電子空穴對與水進一步反應生成具有強氧化性的自由基（·O₂^-、H₂O₂、·OH等），產生的這些活性氧化物種（·O₂^-、H₂O₂、·OH等）可進攻細菌，破壞細菌的膜結構并且進一步與脂類、核酸、蛋白質、酶類等生物大分子作用，使其喪失基本的生理功能，擾亂其新陳代謝規律，徹底殺滅細菌。但由于半導體光生載流子的產生、分離、遷移速率有限，又或者是光生電子-空穴極易復合，再或是寬禁帶的半導體材料對太陽光的利用率低等問題，使得單一組分光催化材料的催化效率無法繼續提升。

ZnO包含人體必需的微量元素——Zn，并且即使在無光的條件下也具有一定的抗菌性能。纖鋅礦ZnO具有很高的化學穩定性，屬于寬禁帶（Eg=3.37 eV）的直接帶隙氧化物半導體，電子束縛能較大（60 m eV）。本發明將I作為俘獲位點抑制不必要的光生載流子的復合，可有效拓寬ZnO的光吸收范圍。同時，雖然現有專利（CN 106964379A）公開了一種具有光催化抗菌功能含ZnI₂-I/ZnO復合材料，但其為抗菌粉末材料，而在水處理過程中，粉體材料容易流失，回收困難，極易造成二次污染，而本發明合成的負載型薄膜抗菌材料具有超高疏水性，在實際抗菌使用過程中具有易回收、可多次重復使用的特點，故具有更高的實際應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有抗菌功能的高疏水性碘摻雜ZnO復合薄膜的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高疏水性碘摻雜ZnO復合薄膜的制備方法，其包括以下步驟：

（1）配制濃度為80-120g/L的Zn(OAc)₂?2H₂O乙二醇甲醚溶液，然后在不斷攪拌的條件下逐滴加入一定量的二乙醇胺，再在恒溫水浴條件下繼續攪拌反應一段時間，得種子液；

（2）將基底材料依次在乙醇、丙酮、去離子水中各超聲洗滌3 min，循環三次，烘干；

（3）將步驟（2）處理好的基底材料放入步驟（1）所得種子液中，采用提拉鍍膜法，反復提拉三次；每次提拉后將基底材料置于烘箱中干燥，最后一次干燥后再將基底材料置于馬弗爐中煅燒，使基底材料表面形成氧化鋅種子層；