兩種納米鎢酸銅抗菌粉體的制備新方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于粉體的制備技術(shù)，制備納米鎢酸銅抗菌粉體過程中涉及超聲法和熔鹽法兩種方法。鎢酸銅在光催化、氣敏傳感器、磁性材料等方面有著廣泛的應(yīng)用，但在抗菌劑方面的應(yīng)用鮮見報道。用鎢酸鈉和硝酸銅為原料制得鎢酸銅抗菌粉體，降低抗菌劑成本，增加了抗菌劑家族新成員。本發(fā)明制備納米鎢酸銅抗菌粉體的方法不同于常見的溶膠凝膠法、水熱合成法、載體吸附法等。本發(fā)明一是利用超聲空化效應(yīng)制備含結(jié)晶水的鎢酸銅納米抗菌粉體，二是先利用超聲空化效應(yīng)制備含結(jié)晶水的鎢酸銅抗菌粉體作為前驅(qū)體再用熔鹽法制備最終納米鎢酸銅抗菌粉體。此類抗菌劑可應(yīng)用于造紙與塑料等行業(yè)。
【專利說明】兩種納米鎢酸銅抗菌粉體的制備新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉體的制備技術(shù)，制備納米鎢酸銅抗菌粉體過程中涉及超聲法和熔鹽 法兩種方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前銀系抗菌劑應(yīng)用較為廣泛。由于銀系抗菌劑的成本比較高，因此抗菌性能良 好的非銀抗菌劑成為研究熱點之一。納米顆粒級的抗菌材料有更高的比表面積和更高的藥 物負(fù)載量，故可以表現(xiàn)出更好的抗菌效果。納米顆?？咕牧系竭_(dá)細(xì)菌表面可使得細(xì)胞膜 透化，是納米顆粒發(fā)揮抗菌效應(yīng)最重要的過程之一。
[0003] 鎢酸銅在光催化、氣敏傳感器、磁性材料等方面有著廣泛的應(yīng)用，但在抗菌劑方面 的應(yīng)用鮮見報道。本發(fā)明一是利用超聲空化效應(yīng)制備含結(jié)晶水鎢酸銅納米抗菌粉體，二是 先利用超聲空化效應(yīng)制備出含結(jié)晶水鎢酸銅（CuW04*2H20)抗菌粉體作為前驅(qū)體再用熔鹽 法制備納米鎢酸銅（CuW04)抗菌粉體。
[0004] 傳統(tǒng)制備化學(xué)合成粉體時，通常采用恒溫磁力攪拌法使反應(yīng)速度加快且達(dá)到均勻 反應(yīng)，一般耗時在幾個小時到十幾個小時，故對設(shè)備和操作要求較高，且不易獲得納米級粉 體。本發(fā)明合成鎢酸銅抗菌粉體時，采用超聲波法僅需幾十分鐘，大大節(jié)約了時間，且超聲 波法制得的粉體抗菌效果更好，粒度分布更均勻。粉體顆粒直徑在納米級范圍，超聲法原理 在于當(dāng)超聲波作用于液體時，液體中的微氣泡迅速成核、生長、振動，當(dāng)聲壓力足夠大時，氣 泡崩潰會產(chǎn)生高速的微射流和沖擊波，同時在極短的時間內(nèi)，在空化泡周圍的極小空間內(nèi) 產(chǎn)生高達(dá)5000K以上的高溫和IOOMPa的高壓，這些構(gòu)成了物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)和物理變化的特殊 環(huán)境。當(dāng)這種作用發(fā)生在固體表面時，沖擊波和微射流會侵入固體表面、破碎固體。同時， 由于顆粒周圍液體所起的強(qiáng)烈的混合作用，加速了熱傳導(dǎo)和物質(zhì)傳遞過程，促進(jìn)了物質(zhì)在 固體空隙中的擴(kuò)散。
[0005] 本發(fā)明還將熔鹽法應(yīng)用于制備納米鎢酸銅抗菌粉體過程中，由于熔鹽貫穿在生成 的粉體顆粒之間，可以阻止顆粒之間的相互連接，使合成的粉體的分散性好，與傳統(tǒng)的固相 反應(yīng)燒結(jié)法相比，較容易得到納米級粉體，且明顯地降低合成溫度，工藝簡單、設(shè)備要求低、 環(huán)境友好，易于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明制得非銀納米鎢酸銅抗菌粉體，降低抗菌劑成本，擴(kuò)大抗菌劑家族成員。該 抗菌粉體可以廣泛應(yīng)用于抗菌紙、抗菌涂層及抗菌塑料等領(lǐng)域。
[0007] 目前認(rèn)為鎢酸銅粉體抗菌機(jī)理是根據(jù)銅系抗菌劑的Cu2+活性抗菌機(jī)理；CuW04在 使用過程中Cu2+會逐漸的游離出來，當(dāng)微量Cu2+到達(dá)微生物細(xì)胞膜時，因后者帶負(fù)電荷， 依靠庫侖引力使二者牢固吸附。Cu2+穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并與細(xì)胞中的巰基（-SH基） 反應(yīng)，使蛋白質(zhì)變性，破壞細(xì)胞合成酶的活性，從而細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。在殺滅 細(xì)囷后，Cu2+可以從細(xì)胞中游尚出來，再與其他細(xì)囷接觸，周而復(fù)始。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明一是利用超聲條件對混合溶液的超聲空化效應(yīng)制備含結(jié)晶水的鎢酸銅 (CuWM · 2H20)抗菌粉體，二是先利用超聲空化效應(yīng)制備含結(jié)晶水的鎢酸銅（CuW04 · 2H20) 抗菌粉體作為前驅(qū)體再用熔鹽法制備納米鎢酸銅（CuW04)抗菌粉體。粉體直徑在納米級范 圍且均勻性較好。
[0009] 鎢酸銅抗菌粉體反應(yīng)過程中涉及到的主要反應(yīng)：
[0010] Na2W04+Cu (N03) 2 = CuW04 丨 +2NaN03 (沉淀的顏色為熒光綠）
[0011] 鎢酸銅納米級抗菌粉體可由如下兩步驟制得：
[0012] (1)超聲法制備納米CuW04 · 2H20抗菌粉體（以下稱此CuW04 · 2H20抗菌粉體為 Cl)
[0013] 將Na2W04和Cu (N03) 2分別配制成濃度為0· 2-1. Omol/L的溶液；然后將Na2W04 溶液緩慢倒入Cu (N03) 2的水溶液中，按摩爾比為1 : 1-2混合，共配置60-120ml混合溶液； 60-90°C超聲加熱反應(yīng)30-60min，使該混合溶液充分反應(yīng)混合。混合后混合液中有絮狀熒光 綠沉淀生成?；旌先芤航?jīng)離心分離，蒸餾水洗滌，然后在70-90°C°C烘干8-12h，可得到C1。
[0014] (2)超聲熔鹽法制備納米CuW04抗菌粉體（以下稱此CuW04抗菌粉體為C2)
[0015] 將Cl與熔鹽（如LiN03等）按質(zhì)量比為1 : 3-14混合，在研缽內(nèi)加入適量無水乙 醇研磨l-2h，使Cl與作為反應(yīng)介質(zhì)的熔鹽充分混合均勻。混合物裝入坩堝內(nèi)，經(jīng)80-KKTC 烘干3-5h后，放入電爐內(nèi)在210-340°C下煅燒后保溫2-6h，冷卻后得到固化產(chǎn)物。用蒸餾 水充分浸泡洗滌固化產(chǎn)物，然后通過離心分離、蒸餾水洗滌，干燥，除去剩余的熔鹽，即可得 到C2。
[0016] 將上述2種不同方法制備的鎢酸銅抗菌粉體進(jìn)行對抗金色葡萄球菌的抑菌圈測 試，抗菌測試結(jié)果如表1所示。
[0017] 表1不同工藝條件下制得的CuW04的顏色及抑菌圈直徑

【權(quán)利要求】
1. 兩種納米鎢酸銅抗菌粉體的制備新方法，其特征在于該方法包括以下步驟： 1?超聲法制備納米CuW04 ? 2H20抗菌粉體（以下稱此CuW04 ? 2H20粉體為C1) 將Na2W04和Cu(N03)2分別配制成濃度為0. 2-1. Omol/L的溶液；然后將Na2W04溶 液緩慢倒入Cu (N03) 2的水溶液中，按摩爾比為1 : 1-2混合，共配置60-120ml混合溶液； 60-90°C超聲加熱反應(yīng)30-60min，使該混合溶液充分反應(yīng)混合?；旌虾蠡旌弦褐杏行鯛顭晒?綠沉淀生成?；旌先芤航?jīng)離心分離，蒸餾水洗滌，然后在70-90°C °C烘干8-12h，可得到C1。
2. -種權(quán)利要求1所述方法制備的C1與熔鹽（如LiN03等）質(zhì)量比為1 : 3-14的混 合，在研缽內(nèi)加入適量無水乙醇研磨l_2h，使C1與作為反應(yīng)介質(zhì)的熔鹽充分混合均勻，混 合物裝入坩堝內(nèi)，經(jīng)80-100°C烘干3-5h后，放入電爐內(nèi)在210-340°C進(jìn)行煅燒后保溫2-6h， 冷卻后得到固化產(chǎn)物；用蒸餾水充分浸泡洗滌固化產(chǎn)物，然后通過離心分離、蒸餾水洗滌， 干燥，除去剩余的熔鹽，即可制得超聲-熔鹽法制備的納米CuW04抗菌粉體C2。
【文檔編號】B82Y30/00GK104445414SQ201410601596
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月2日
【發(fā)明者】王黔平, 丁艷曉, 吳衛(wèi)華, 李亞君, 曹健, 王瑞生 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)