[發明專利]納米二氧化硅溶液及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211265917.5
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115676838A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 鄭文富;鄒漫;趙宇亮
• 申請（專利權）人: 廣東粵港澳大灣區國家納米科技創新研究院
• 主分類號: C01B33/141
• 分類號: C01B33/141;B82Y40/00;A01N59/00;A01P1/00
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 龍永丁

本發明涉及一種納米二氧化硅溶液及其制備方法與應用。該制備方法包括以下步驟：步驟一，取陽離子表面活性劑與堿性物質加入水中，得到混合液；步驟二，將所述混合液升溫至60℃～90℃，反應至溶液變為澄清，得到反應液；步驟三，在所述反應液中加入硅源，進行反應，得到納米二氧化硅溶液。上述納米二氧化硅溶液的制備方法將硅源加入陽離子表面活性劑和堿性物質的混合液中進行反應，制得得到的納米二氧化硅溶液分散性良好，粒徑均勻，并且相比普通的納米二氧化硅，具有優異的抗菌性，能夠作為抗菌材料使用。上述制備方法操作簡便，利于工業化大規模生產。

技術領域

本發明涉及納米材料合成技術領域，特別是涉及一種納米二氧化硅溶液及其制備方法與應用。

背景技術

納米二氧化硅(SiO₂)是重要的無機非金屬納米材料之一，因具有吸附性強、可塑性良好、比表面積大、磁阻性高和熱導性低等特性，已被廣泛應用于電子冶金、航空航天、醫藥衛生以及抗菌材料等領域。納米二氧化硅具有粒徑小、化學純度高、分散性好等優勢，已經成為最有發展前景的無機材料之一，為很多相關行業的發展提供了材料基礎。目前，合成二氧化硅的方法主要包括化學沉淀法、水熱法、氣相法、溶膠-凝膠法、機械粉碎法等。但傳統的制備方法在合成小粒徑的二氧化硅步驟繁瑣，不利于工業化大規模生產。在抗菌應用方面，納米二氧化硅一般是作為抗菌材料的載體，而沒有直接作為抗菌劑應用。

發明內容

基于此，有必要提供一種操作簡便的、并且能夠獲得具有抗菌效果的納米二氧化硅溶液的制備方法，并提供該制備方法獲得的納米二氧化硅溶液及其應用。

本發明的其中一個目的是提供一種納米二氧化硅溶液的制備方法，方案如下：

一種納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，取陽離子表面活性劑與堿性物質加入水中，得到混合液，所述混合液的pH值為10～13；

步驟二，將所述混合液升溫至60℃～90℃，反應至溶液變為澄清，得到反應液；

步驟三，在所述反應液中加入硅源，進行反應，得到納米二氧化硅溶液。

在其中一個實施例中，所述表面活性劑在所述混合液中的質量分數為0.02％～0.2％。

在其中一個實施例中，所述堿性物質在所述混合液中的質量分數為0.002％～0.003％。

在其中一個實施例中，所述陽離子表面活性劑選自二甲基二烯丙基氯化銨、硬脂酰胺丙基二甲胺、芐基三乙基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、山崳酰胺丙基二甲胺以及羥乙基月桂基二甲基氯化銨中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述硅源選自硅膠、硅酸鈉、正硅酸乙酯以及正硅酸四甲酯中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述堿性物質選自三乙醇胺、氫氧化鈉以及氨水中的一種或多種

在其中一個實施例中，所述硅源與所述水的質量之比為1:20～1:1000。

在其中一個實施例中，所述硅源與所述水的質量之比為1:300～1:650。

在其中一個實施例中，在所述步驟二中，反應時間為20min～40min。

在其中一個實施例中，在所述步驟三中，反應時間為2h～6h。

在其中一個實施例中，所述納米二氧化硅的粒徑為30nm～40nm。

本發明的另一個目的是提供一種納米二氧化硅溶液，方案如下：

一種納米二氧化硅溶液，通過上述任一實施例所述的制備方法制備得到。

本發明的又一個目的是提供所述的納米二氧化硅溶液作為抗菌材料的應用。