專利名稱：超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)粉煤灰負(fù)載光催化納米材料工藝，具體涉及一種以超細(xì)粉煤
灰為主體的抗菌劑及其制備方法。
二背景技術(shù)：
抗菌劑是一類具有抑菌和殺菌性能的新型助劑，廣泛的應(yīng)用于日用品和家電制品，因?yàn)樗陌踩院?，對健康無害，不造成對環(huán)境的污染，近年來迅速擴(kuò)展到建筑材料、陶瓷、纖維制品等領(lǐng)域?？咕鷦┮话惴譃橛袡C(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌二大類。 金屬離子負(fù)載型無機(jī)抗菌劑是將具有抗菌功能的金屬離子加載到各種無機(jī)載體上，使用時(shí)釋放出抗菌金屬離子或活性氧組分，使材料具有抗菌和殺菌效果。常用的金屬離子有Ag、 Cu、 Zn、等。由于無機(jī)載體要求具有安全性高、耐熱性好、使用壽命長、無揮發(fā)等特點(diǎn)，因此無機(jī)載體的正確選用是當(dāng)期無機(jī)抗菌劑開發(fā)的一個(gè)重要方面。無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑可用載體很多，要求載體具有多？L、比表面積大、吸附性能好、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并不破壞抗菌成分的具有持久的緩釋性能等特點(diǎn)?？咕鷦┮玫綇V泛的推廣應(yīng)用，首先要解決的問題就是降低成本。在活性組分確定的情況下，無機(jī)或有機(jī)抗菌劑成本的降低主要依賴于載體成本的降低。目前所用的沸石、蒙脫石等無機(jī)抗菌劑載體通常都是人工合成的產(chǎn)物，雖然它們具有純度高、粒度細(xì)和離子交換能力大等有點(diǎn)，但因產(chǎn)品成本過高，限制了其使用范圍。 根據(jù)粉煤灰的物理化學(xué)性質(zhì)、顯微結(jié)構(gòu)，經(jīng)氣流粉碎后的粉煤灰在顏色和特性上能達(dá)到作為抗菌填料的基本特性，這是對粉煤灰高精細(xì)利用的探索，并對降低無機(jī)抗菌劑的制備成本也具有一定的價(jià)值。研究表明超細(xì)粉煤灰能達(dá)到作為抗菌填料的基本特性。
對于我國目前以火電為主的能源方式，粉煤灰成為發(fā)電廠產(chǎn)出的重要污染物。如果能將粉煤灰更加精細(xì)化的利用，將之看做"經(jīng)過高溫煅燒的礦物資源"來對待，充分利用其多孔和比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，就可以使其產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案包括超細(xì)粉煤灰負(fù)載光催化納米材料工藝，主要以超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑的技術(shù)方案和其制備方法的技術(shù)方案為例。 本發(fā)明的這種抗菌劑，是以銀為主體，采用浸漬法制備載銀納米復(fù)合體。
本發(fā)明的這種超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑的制備方法如下 1)將粉煤灰高溫灼燒以去除粉煤灰中殘余炭，然后用氣流粉碎機(jī)將粉煤灰粉碎至0. 5微米，粉煤灰粉碎后的粒徑應(yīng)大約為2微米左右。在這個(gè)過程中會粉煤灰出現(xiàn)了一個(gè)變色現(xiàn)象，既在粉碎前粉煤灰為深灰色，即使在50(TC灼燒后顏色的變化也不大。而在氣流粉碎后，粉煤灰經(jīng)50(TC灼燒后，顏色變?yōu)榈奂t色。 2)稱取適量超細(xì)粉煤灰粉體，放入100ml去離子水中，用超聲振蕩儀分散幾分鐘，然后按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的比例放入適量AgN03，通過稀硝酸溶液的添加來調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值，在6(TC恒溫水浴中攪拌(200 300r/min) —段時(shí)間后，取出過濾，接著用去離子水洗滌，將洗液用HC1滴定檢驗(yàn)，洗滌至不產(chǎn)生白色沉淀為止，然后烘干、焙燒，取出樣品研碎。
本發(fā)明制備出來的抗菌劑具有制備簡單，抗菌持久性，耐侯性、安全性、耐高溫性、廣譜性以及具有良好的抗菌效果。其特點(diǎn)是①將放有超細(xì)粉煤灰載銀復(fù)合體試驗(yàn)樣品的培養(yǎng)皿在37t:的培養(yǎng)箱及室溫環(huán)境下分別放置3個(gè)月，試驗(yàn)樣品仍然表現(xiàn)出強(qiáng)的抗菌性能。這是因?yàn)?，?dāng)細(xì)菌體失去活性后，與其結(jié)合的Ag+又會從菌體中游離出來，再與其它菌落接觸，周而復(fù)始的進(jìn)行上述過程。②微量的銀對人體是安全的、無毒的，而且超細(xì)粉煤灰也是無毒的。③將超細(xì)粉煤灰載銀復(fù)合體在600°C下進(jìn)行高溫?zé)崽幚砗?，重新進(jìn)行抗菌性能實(shí)驗(yàn)，超細(xì)粉煤灰載銀納米復(fù)合體仍然表現(xiàn)出強(qiáng)的抗菌性能。④本研究實(shí)驗(yàn)測試引入的菌種，是包括金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽胞桿菌的混合菌種，這是具有代表性的三種菌種。根據(jù)生物學(xué)的一般知識，某種抗菌劑如果對以上三種細(xì)胞均有抗菌作用，就可以認(rèn)為這種抗菌劑具有了廣譜抗菌效果。
四

圖1超細(xì)粉煤灰載銀納米復(fù)合體的制備工藝流程
圖2超細(xì)載銀粉煤灰抗菌效果圖
圖3超細(xì)載銀粉煤灰能譜圖
五具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明制備出來的超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑，通過下例實(shí)例來說明其抗菌性能。在抗菌實(shí)驗(yàn)中，首先是培養(yǎng)基的制備，實(shí)驗(yàn)采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。將蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化鈉5g、瓊脂5g加到950ml蒸餾水中，在電爐上仔細(xì)加熱至溶化，用氫氧化鈉調(diào)pH值至7. 0 7. 6，加蒸餾水至1L，然后分裝于錐形瓶，置高溫高壓下滅菌，冷卻到5(TC后倒入培養(yǎng)皿中再冷卻至室溫作為培養(yǎng)基。 將超細(xì)粉煤灰載銀復(fù)合體以1 : IOO的比例分散在去離子水中，然后用經(jīng)過處理的圓形載體放入其中，經(jīng)充分接觸后取出烘干。無菌操作注入大腸桿菌和金黃葡萄球菌菌液于培養(yǎng)基上并刮均勻，把載有無機(jī)抗菌劑的樣品放在培養(yǎng)皿中，置于恒溫箱(37°C)培養(yǎng)24小時(shí)，取出后用游標(biāo)卡尺測定樣品周圍的抑菌圈大小。 為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每隔60。在不同的方向?qū)γ總€(gè)樣品的抑菌圈寬度各測量6次，抑菌圈大小為各樣品抑菌圈寬度的平均值。最后采用普通照相機(jī)拍攝抑菌圈片。
在粉煤灰與硝酸銀摩爾比為15 : 1，溶液pH值為6，反應(yīng)時(shí)間為10小時(shí)，反應(yīng)溫度為60rC，焙燒溫度為55(TC的工藝條件下，制備出的載銀復(fù)合體具有良好的抗菌性能。其結(jié)果如圖2、3所示。 結(jié)果表明，通過SEM能譜圖可以很明顯發(fā)現(xiàn)有Ag峰的出現(xiàn)，并且通過制備載銀復(fù)合體的前后質(zhì)量對比，其含量能達(dá)到5. 5%左右。這就使其具備了良好的抗菌和殺菌能力。在圖2中，可以明顯的看見抑菌圈的存在，其抑菌圈在2mm 2. 3mm之間。
權(quán)利要求
一種以超細(xì)粉煤灰為載體的光催化納米材料工藝，其特征在于，將粉煤灰高溫灼燒以去除粉煤灰中殘余炭，然后用氣流粉碎機(jī)將粉煤灰粉碎。
2. 根據(jù)權(quán)利l所述的粉煤灰在氣流粉碎中加入一定的助磨劑以減少硬團(tuán)聚的形成。粉 煤灰粉碎后平均粒徑為0. 4721um，密度為2. 2g/cm3，比表面積為72. 183m2/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的超細(xì)粉煤通過加載具有抗菌功能的納米金屬離子Ag、 Cu、 Zn以及納米二氧化鈦等納米材料，以達(dá)到抗菌和殺菌效果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的超細(xì)粉煤通過加載香草醛或乙基香草醛類化合物等有機(jī) 抗菌劑，起抗菌作用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑的制備方法，其特征包括稱取適 量超細(xì)粉煤灰粉體，放入100ml去離子水中，用超聲振蕩儀分散幾分鐘，然后按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的 比例放入適量AgN03，通過稀硝酸溶液的添加來調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值，在6(TC恒溫水浴中攪 拌(200 300r/min) —段時(shí)間后，取出過濾，接著用去離子水洗滌，將洗液用HC1滴定檢 驗(yàn)，洗滌至不產(chǎn)生白色沉淀為止，然后烘干、焙燒，取出樣品研碎。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑在粉煤灰與硝酸銀摩爾比為15 : 1， 溶液pH值為6，反應(yīng)時(shí)間為10小時(shí)，反應(yīng)溫度為6(TC，焙燒溫度為55(TC的工藝條件下，制 備出的載銀復(fù)合體具有良好的抗菌性能。
全文摘要
抗菌劑在人類的生產(chǎn)、生活中得到廣泛的應(yīng)用。其中抗菌劑的載體的選擇直接決定抗菌劑的成本。我國目前以火電為主的能源方式，粉煤灰成為發(fā)電廠產(chǎn)出的重要污染物。如果能將粉煤灰更加精細(xì)化的利用，充分利用其多孔和比表面積大的優(yōu)點(diǎn)作為載體，就可以使其產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文公開發(fā)明超細(xì)粉煤灰載銀抗菌劑及制備方法。通過氣流粉碎機(jī)將粉煤灰粉碎至0.5微米左右，在一系列的處理?xiàng)l件下與AgNO3結(jié)合制備出載銀抗菌劑。本發(fā)明制備出來的抗菌劑具有制備簡單，抗菌持久性，耐侯性、安全性、耐高溫性、廣譜性以及具有良好的抗菌效果。
文檔編號A01N35/04GK101700499SQ20091017716
公開日2010年5月5日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者劉博偉, 張海軍, 梁漢東, 王凱旋, 盛守祥 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)