[發明專利]一種可見光催化納米抗菌材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011518980.6
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112675890B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 冷冰;郭澍;張興來
• 申請（專利權）人: 中國醫科大學附屬第一醫院
• 主分類號: A01N59/16
• 分類號: A01N59/16;A01N59/00;A01P1/00;B01J27/24;B01J35/02;C02F1/30;C02F1/50;C02F1/70;C02F1/72
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種可見光催化納米抗菌材料，其特征在于，該抗菌材料是以GaN為主晶格、ZnO固溶的GaN:ZnO四元合金納米顆粒；

ZnO固溶的量在23~30 at%之間，GaN:ZnO四元合金納米顆粒的禁帶寬度在2.3~2.6 eV之間，粒度在6~120 nm；

所述的可見光催化納米抗菌材料的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1：將Ga(NO₃)₃·xH₂O和Zn(CH₃COO)₂·2H₂O混合至乙二醇單甲醚溶液，并添加乙醇胺作為穩定劑，在50~70 ℃下攪拌1~3小時形成透明膠體，將膠體放置管式爐中在400~500℃下加熱8~12 h形成Zn-Ga-O前驅體粉末；

步驟2：將Zn-Ga-O前驅體粉末和ZnO粉末物理混合并研磨，置于第一剛玉坩堝內，將裝有混合粉末的第一剛玉坩堝放置于一直徑小于管式爐腔體的石英管中，并將裝有第一剛玉坩堝的石英管放置管式爐的中央；將另一裝有ZnO粉末和碳粉的第二剛玉坩堝放置于第一剛玉坩堝的側面且位于NH₃流動方向的上游；將一個空的第三剛玉坩堝放置在第二剛玉坩堝的側面且位于NH₃流動方向的上游；然后，向管式爐中通入惰性氣氛來去除管式爐腔體中殘余的氧氣；

步驟2中，Zn-Ga-O前驅體粉末和ZnO粉末之間的摩爾比例為1:2~1:5；

步驟2中，石英管一段封口，另一端開口，且封口端位于NH₃流動方向的下游，開口端位于NH₃流動方向的上游；

步驟3：將高溫管式爐的腔體加熱，當溫度升至1000~1100 ℃時關閉惰性氣氛并通入NH₃；恒溫20~25min后將溫度降至800~900 ℃，繼續反應35~40min；關閉NH₃，使管式爐自然冷卻至室溫，在第一剛玉坩堝內得到GaN:ZnO四元合金納米顆粒。

2.根據權利要求1所述的可見光催化納米抗菌材料，其特征在于，步驟1中，按重量份數計，Ga(NO₃)₃·xH₂O為9~10份，Zn(CH₃COO)₂·2H₂O為8~9份，乙二醇單甲醚溶液80~120份，乙醇胺4~5份。

3.根據權利要求1所述的可見光催化納米抗菌材料，其特征在于，步驟2中，第二剛玉坩堝中ZnO粉末和碳粉的摩爾比例為2~4:1。

4.根據權利要求1所述的可見光催化納米抗菌材料，其特征在于，步驟2中，第二剛玉坩堝和第一剛玉坩堝之間的距離為0~1 cm，第三剛玉坩堝和第二剛玉坩堝的距離為0.5~2cm。

5.根據權利要求1所述的可見光催化納米抗菌材料，其特征在于，步驟3中，NH₃流量為2~10 sccm。

6.根據權利要求1所述的可見光催化納米抗菌材料，其特征在于，步驟3中，惰性氣氛為氬氣。