一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法与流程

文档序号:33641515发布日期:2023-03-29 02:13阅读:110来源:国知局
一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法与流程

1.本发明涉及复合陶瓷材料技术领域,具体涉及一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法。


背景技术:

2.随着社会的发展,人们对自身的生活品质要求的提高和越来越重视健康问题。而细菌非常容易诱发人类产生疾病、室内甲醛有害气体的吸入会直接导致慢性致癌从而人们产生健康问题。如何既能有效的消除细菌和同时又能吸收甲醛等有毒有害气体,是陶瓷领域亟待解决的主要问题之一。
3.由于羟基载银磷灰石粉体具有较好的抗菌效果,抗菌机理是细菌细胞膜带有负电荷,细菌一旦接近银离子,静电力就会把细菌吸引过来,紧密的结合在一起,此时银离子会穿过细菌的细胞膜,进入细菌内部与蛋白质的疏基发生反应,破坏蛋白质的活性。而细菌体内大部分的蛋白质都是酶,细菌进行的大部分活动都有酶的参与。所以银离子与蛋白质结合,破坏了细菌的运输系统、呼吸系统,从而消灭细菌。而mofs是由有机配体与金属离子组装形成一种微孔分子材料。mofs可以通过合适的金属盐与具有独特形状的有机配体形成特殊结构孔道,并对有机配体进行改性,引入对甲醛亲和力的基团,以增强对甲醛的吸附力,因此对空气中的甲醛具有较高的选择吸附性,从而能快速的对甲醛吸附。
4.通过将羟基载银磷灰石粉体与陶瓷原料复合制备出一种多孔抗菌陶瓷,再利用羧甲基纤维素结合剂将mofs锚定在多孔陶瓷内,从而制备一种既能抗菌又能吸附室内甲醛的多孔陶瓷成为一种新的可能,但这一方案存在两种材料结合方式不够稳固,甲醛吸附功能被削减或是除菌功能被削减甚至是甲醛吸附功能和除菌功能同时被削减等问题;需要不断调整两者原料组成配比及制备方法,实现陶瓷的甲醛吸附功能和除菌功能的双重叠加成为尚待解决的技术问题。


技术实现要素:

5.针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种工艺简单、甲醛吸附功能及除菌功能均不会被削减、甲醛吸附功能和除菌功能双重叠加、装饰效果好的吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法。
6.为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法,包括以下步骤:(1)羟基载银磷灰石粉体的制备:利用四水硝酸钙、硝酸银、磷酸氢二铵和氨水制成羟基载银磷灰石粉体;(2)多孔抗菌陶瓷的制备:2.1)将步骤1.2)制备得到的所述羟基载银磷灰石粉体加入陶瓷原料中,并加水球磨,过80目筛网,烘干,得到羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料;2.2)在羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料中加水,球磨,过30目筛网,制成抗菌粉
体;将抗菌粉体放入模具中,用液压制样机压制成型,得到坯体;将压制好的坯体烘干,得到烘干的坯体;2.3)将烘干的坯体放入梯度炉烧制成型,冷却,即得所述多孔抗菌陶瓷;(3)吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备:3.1)在反应容器中加入cr(no3)3·
9h2o,再加入超纯水,搅拌均匀,得到溶液c;在溶液c中加入对苯二甲酸,密封搅拌,于搅拌后期加入hf,得到反应液;3.2)将所述反应液移至真空烘箱程序升降温干燥,得到干燥产物;将干燥产物转移到离心管,超声分散,再活化;活化完成后,在真空干燥,即得吸附甲醛mofs(mil-101);3.3)将所述mofs(mil-101)和羧甲基纤维素溶解于水中,搅拌超声,制成溶液d;3.4)再将步骤2.3)制备得到的多孔抗菌陶瓷浸泡在溶液d内,浸泡完成后,放入真空烘箱干燥,即得所述吸附甲醛抗菌多孔陶瓷。
7.进一步地,所述步骤(1)中羟基载银磷灰石粉体的制备:1.1)将磷酸氢二铵加入去离子水中,利用氨水调节ph为10,制成溶液a;搅拌加热溶液a至88~92℃;1.2)将agno3和ca(no3)2.4h2o加入去离子水中,搅拌均匀,制备成溶液b;再将溶液b缓慢倒入步骤1.1)的溶液a中,不断加入氨水调节ph为10;反应完成后,停止加热搅拌,并密封静置,得到羟基载银磷灰石初成品;1.3)用去离子水清洗干净步骤1.2)中制备得到的羟基载银磷灰石初成品,真空干燥,即得所述羟基载银磷灰石粉体。
8.进一步地,所述步骤1.2)中银离子和钙离子摩尔比满足:ag
+
/(ag
+
+ca
2+
)=3%~15%。
9.进一步地,所述步骤1.2)中反应时间控制在1.8~2.2h,搅拌速度控制在430~470r/min。
10.进一步地,所述步骤2.1)中羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料按重量百分比计,包括:羟基载银磷灰石粉体:5~25%、聚甲基丙烯酸甲酯:18%、混合粉料:53~73%;所述混合粉料由塘步泥、膨润土、藤县石粉按照任意比例混合而成。
11.进一步地,所述步骤2.2)中在羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料中加水,球磨,过30目筛网,制成抗菌粉体;将抗菌粉体放入模具中,用液压制样机于18~20mpa条件下压制成型,得到坯体;将压制好的坯体于130~150℃条件下烘干,得到烘干的坯体。
12.进一步地,所述步骤2.3)中将烘干的坯体放入梯度炉中,以8~13℃/min的升温速率升至1050~1100℃;恒温保持15min,冷却,即得所述多孔抗菌陶瓷。
13.进一步地,所述步骤3.1)中每克cr(no3)3·
9h2o中,超纯水的加入量为9.5~10.5 ml,对苯二甲酸的加入量为0.40~0.42 g,hf的加入量为44~45μl。
14.进一步地,所述步骤3.2)中真空烘箱程序升降温干燥工艺为:升温-保温-降温;其中,升温阶段:30~220℃,升温速率为2℃/min;保温阶段:220~220℃,保温8h;降温阶段:220℃~150℃,降温时间持续70min;150~30℃,降温时间持续12h;干燥产物的活化方式为:1)加入dmf,80℃水浴3h,重复3~7次;2)加入无水乙醇,70℃水浴3h,重复3~7次。
15.进一步地,所述步骤3.4)中再将步骤2.3)制备得到的多孔抗菌陶瓷浸泡在溶液d内,浸泡温度为70℃,浸泡时间在3.8~4.2 h,放入真空烘箱中,于105℃~115℃条件下干
燥,即得所述吸附甲醛抗菌多孔陶瓷。
16.本发明一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法,采用了分步合成与锚定法制备了该陶瓷材料,首先通过水热法合成羟基载银磷灰石,再把羟基载银磷灰石与陶瓷原料复合,通过常压烧结法制备出抗菌多孔陶瓷。在通过水热法合成mofs(mil-101),最终通过结合剂将mofs(mil-101)锚定在多孔陶瓷上,最终制备出抗菌吸附甲醛多孔陶瓷,甲醛吸附功能及除菌功能均不会被削减,甲醛吸附功能和除菌功能双重叠加,性能稳定,实现抗菌和吸附甲醛的双重功能,本发明吸附甲醛抗菌多孔陶瓷产品可应用在陶瓷抗菌和吸附甲醛领域,使用该吸附甲醛抗菌多孔陶瓷产品吸附甲醛,甲醛吸附量能达到80mg/g以上,抗菌率能达到98%以上。
17.本发明一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法,与现有技术相比,本发明优势之处在于:(1)本发明利用水热法、机械球磨法、常压烧结法制备的抗菌和吸附甲醛陶瓷,不仅能有效的抗菌同时也能吸附甲醛,实现了双功能效应;(2)本发明所制备的抗菌和吸附甲醛陶瓷各材料间的结合方式稳固,具有良好的热稳定性、贮存稳定性,同时也具备一定的自身强度;(3)本发明所制备的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷不仅抗菌效果好,并且具有一定的持久性;(4)本发明利用pmma作为造孔剂,制备的孔道尺寸均匀,且气孔率具有可控性,可根据不同需求调节气孔率;(5)本发明利用羟基载银磷灰石粉体制备抗菌陶瓷,作为抗菌的主要材料具有可调控性,能够根据不同地方的需求选择加入适量羟基载银磷灰石粉体;(6)本发明制备的多孔陶瓷工艺成熟,将mofs吸附甲醛应用到陶瓷领域具有一定的创新性。
18.本发明一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法,优化了羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料组成配比,相较于直接将羟基载银磷灰石粉体加入陶瓷原料,优化之后的羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料的稳定性更高,羟基载银磷灰石粉体不会脱落,各材料间的结合方式更稳固,除菌效果更佳;对干燥产物进行充分活化,吸附甲醛mofs(mil-101)的甲醛吸附功能更强,从而有效提升吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的甲醛吸附功能。
附图说明
19.图1为本发明制备得到的吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的电镜扫描图;图2为本发明制备得到的吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的甲醛吸附曲线图;图3为不同羟基载银磷灰石粉体的抗菌曲线图。
具体实施方式
20.下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明,但不可以以任何方式限制本发明。
21.本发明一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法,羟基载银磷灰石粉体复合陶瓷原料中的塘步泥产地在广西壮族自治区梧州市藤县塘步镇,具体是指该地产出的黏土;所用
藤县石粉产地在广西壮族自治区梧州市藤县。
22.下面进一步例举实施例以详细说明本发明。应理解,以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择,而并非要限定于下文示例的具体数值。
23.实施例1一种抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的制备方法,包括如下步骤:(1)选取四水硝酸钙、硝酸银、磷酸氢二铵、浓氨水、氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾等原料。将13.2g磷酸氢二铵加入到200ml去离子水中,并利用氨水调节ph为10,制成溶液a,将0.85g的agno3和38.21g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去离子水中,制备成溶液b。用400r/min磁力加热搅拌器将溶液a搅拌加热到90℃,在将溶液b缓慢倒入溶液a中,不断的加入氨水调节ph为10。随后停止加热搅拌,将其用保鲜膜密封常温冷却静置时间是24h。把生成羟基载银磷灰石用去离子水清洗干净为止,最后将其放入100℃真空烘箱干燥24h,得到羟基载银磷灰石粉体。
24.(2)把(1)制备的羟基载银磷灰石粉体称取5g与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥15.4g、膨润土15.4g、藤县石粉46.2g原料和50ml的去离子水倒入球磨罐,球磨30min。过80目筛网,放入普通烘箱烘5h。烘干后,将块状坯体材料加入9%去离子水用手研磨,过30目筛网。制备成的粉体,放入模具,用电动液压制样机压制成型,将压制好的坯体放入普通烘箱烘3h,烘干后把坯体放入梯度炉烧制成型,升温速率:8℃/min,恒温过程:置于1050℃保持15min。冷却则得到多孔抗菌陶瓷。
25.(3)向烧杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然后加入40ml的超纯水,搅拌10-20min待其完全溶解为溶液c;称量1.646g对苯二甲酸,加入到溶液c后,盖好保鲜膜,磁力搅拌30min,在搅拌后期加入一定178ul hf;将上述溶液移至反应釜中,用8ml的超纯水冲洗烧杯,转移反应底物到反应釜,放入真空烘箱程序升降温干燥,使用真空烘箱升温过程为:升温阶段:30-220℃ (2℃/min) 。保温阶段:220-220℃(8h),降温阶段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h(具体是指先按照1℃/min的速率降温至30℃,再以30℃温度条件保温,整个过程持续12h)。转移到离心管超声30min。干燥完成后,从反应釜中转移到离心管,超声30min,然后进行活化:活化方式为:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),3次;(2)每次加入60ml无水乙醇,70℃水浴(3h),3次。然后150℃真空干燥。活化完成后,在一定温度下真空干燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
26.将(3)制备的mofs(mil-101)称取1.2g和6g羧甲基纤维素溶解于一定30ml的dmf中,搅拌10min,超声20min,再将(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil
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101)粘合剂内,在70℃内浸泡4h,浸泡完成后,放入110℃烘箱干燥8h,干燥完成后,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
27.实施例2一种抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的制备方法,包括如下步骤:(1)选取四水硝酸钙、硝酸银、磷酸氢二铵、浓氨水、氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾等原料。将13.2g磷酸氢二铵加入到200ml去离子水中,并利用氨水调节ph为10,制成溶液
a,将1.7g的agno3和37.03g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去离子水中,制备成溶液b。用400r/min磁力加热搅拌器将溶液a搅拌加热到90℃,在将溶液b缓慢倒入溶液a中,不断的加入氨水调节ph为10。随后停止加热搅拌,将其用保鲜膜密封常温冷却静置时间是24h。把生成羟基载银磷灰石用去离子水清洗干净为止,最后将其放入100℃真空烘箱干燥24h,得到羟基载银磷灰石粉体。
28.(2)把(1)制备的羟基载银磷灰石粉体称取10g与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥14.4g、膨润土14.4g、藤县石粉43.2g原料和50ml的去离子水倒入球磨罐,球磨40min。过80目筛网,放入普通烘箱烘5h。烘干后,将块状坯体材料加入9%去离子水用手研磨,过30目筛网。制备成的粉体,放入模具,用电动液压制样机压制成型,将压制好的坯体放入普通烘箱烘3h,烘干后把坯体放入梯度炉烧制成型,升温速率:9℃/min,恒温过程:置于1060℃保持15min。冷却则得到多孔抗菌陶瓷。
29.(3)向烧杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然后加入40ml的超纯水,搅拌10-20min待其完全溶解为溶液c;称量1.646g对苯二甲酸,加入到溶液c后,盖好保鲜膜,磁力搅拌30min,在搅拌后期加入一定178ul hf;将上述溶液移至反应釜中,用8ml的超纯水冲洗烧杯,转移反应底物到反应釜,放入真空烘箱程序升降温干燥,使用真空烘箱升温过程为:升温阶段:30-220℃ (2℃/min) 。保温阶段:220-220℃(8h),降温阶段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。转移到离心管超声30min。干燥完成后,从反应釜中转移到离心管,超声30min,然后进行活化:活化方式为:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),4次;(2)每次加入60ml无水乙醇,70℃水浴(3h),4次。然后150℃真空干燥。活化完成后,在一定温度下真空干燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
30.将(3)制备的mofs(mil-101)称取1.4g和7g羧甲基纤维素溶解于一定30ml的dmf中,搅拌10min,超声20min,再将(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合剂内,在70℃内浸泡4h,浸泡完成后,放入110℃烘箱干燥8h,干燥完成后,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
31.实施例3一种抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的制备方法,包括如下步骤:(1)选取四水硝酸钙、硝酸银、磷酸氢二铵、浓氨水、氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾等原料。将13.2g磷酸氢二铵加入到200ml去离子水中,并利用氨水调节ph为10,制成溶液a,将2.55g的agno3和35.85g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去离子水中,制备成溶液b。用400r/min磁力加热搅拌器将溶液a搅拌加热到90℃,在将溶液b缓慢倒入溶液a中,不断的加入氨水调节ph为10。随后停止加热搅拌,将其用保鲜膜密封常温冷却静置时间是24h。把生成羟基载银磷灰石用去离子水清洗干净为止,最后将其放入100℃真空烘箱干燥24h,得到羟基载银磷灰石粉体。
32.(2)把(1)制备的羟基载银磷灰石粉体称取15g与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥13.4g、膨润土13.4g、藤县石粉40.2g原料和50ml的去离子水倒入球磨罐,球磨50min。过80目筛网,放入普通烘箱烘5h。烘干后,将块状坯体材料加入9%去离子水用手研磨,过30目筛网。制备成的粉体,放入模具,用电动液压制样机压制成型,将压制好的坯体放入普通烘箱烘3h,烘干后把坯体放入梯度炉烧制成型,升温速率:10℃/min,恒温过程:置于1070℃保持15min。冷却则得到多孔抗菌陶瓷。
33.(3)向烧杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然后加入40ml的超纯水,搅拌10-20min待其完全溶解为溶液c;称量1.646g对苯二甲酸,加入到溶液c后,盖好保鲜膜,磁力搅拌30min,在搅拌后期加入一定178ul hf;将上述溶液移至反应釜中,用8ml的超纯水冲洗烧杯,转移反应底物到反应釜,放入真空烘箱程序升降温干燥,使用真空烘箱升温过程为:升温阶段:30-220℃ (2℃/min) 。保温阶段:220-220℃(8h),降温阶段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。转移到离心管超声30min。干燥完成后,从反应釜中转移到离心管,超声30min,然后进行活化:活化方式为:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),5次;(2)每次加入60ml无水乙醇,70℃水浴(3h),5次。然后150℃真空干燥。活化完成后,在一定温度下真空干燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
34.将(3)制备的mofs(mil-101)称取1.6g和8g羧甲基纤维素溶解于一定30ml的dmf中,搅拌10min,超声20min,再将(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合剂内,在70℃内浸泡4h,浸泡完成后,放入110℃烘箱干燥8h,干燥完成后,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
35.实施例4一种抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的制备方法,包括如下步骤:(1)选取四水硝酸钙、硝酸银、磷酸氢二铵、浓氨水、氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾等原料。将13.2g磷酸氢二铵加入到200ml去离子水中,并利用氨水调节ph为10,制成溶液a,将3.40g的agno3和34.67g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去离子水中,制备成溶液b。用400r/min磁力加热搅拌器将溶液a搅拌加热到90℃,在将溶液b缓慢倒入溶液a中,不断的加入氨水调节ph为10。随后停止加热搅拌,将其用保鲜膜密封常温冷却静置时间是24h。把生成羟基载银磷灰石用去离子水清洗干净为止,最后将其放入100℃真空烘箱干燥24h,得到羟基载银磷灰石粉体。
36.(2)把(1)制备的羟基载银磷灰石粉体称取20g与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥12.4g、膨润土12.4g、藤县石粉37.2g原料和50ml的去离子水倒入球磨罐,球磨60min。过80目筛网,放入普通烘箱烘5h。烘干后,将块状坯体材料加入9%去离子水用手研磨,过30目筛网。制备成的粉体,放入模具,用电动液压制样机压制成型,将压制好的坯体放入普通烘箱烘3h,烘干后把坯体放入梯度炉烧制成型,升温速率:11℃/min,恒温过程:置于1085℃保持15min。冷却则得到多孔抗菌陶瓷。
37.(3)向烧杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然后加入40ml的超纯水,搅拌10-20min待其完全溶解为溶液c;称量1.646g对苯二甲酸,加入到溶液c后,盖好保鲜膜,磁力搅拌30min,在搅拌后期加入一定178ul hf;将上述溶液移至反应釜中,用8ml的超纯水冲洗烧杯,转移反应底物到反应釜,放入真空烘箱程序升降温干燥,使用真空烘箱升温过程为:升温阶段:30-220℃ (2℃/min) 。保温阶段:220-220℃(8h),降温阶段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。转移到离心管超声30min。干燥完成后,从反应釜中转移到离心管,超声30min,然后进行活化:活化方式为:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),6次;(2)每次加入60ml无水乙醇,70℃水浴(3h),6次。然后150℃真空干燥。活化完成后,在一定温度下真空干燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
38.将(3)制备的mofs(mil-101)称取1.8g和9g羧甲基纤维素溶解于一定30ml的dmf中,搅拌10min,超声20min,再将(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合剂内,在70
℃内浸泡4h,浸泡完成后,放入110℃烘箱干燥8h,干燥完成后,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
39.实施例5一种抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的制备方法,包括如下步骤:(1)选取四水硝酸钙、硝酸银、磷酸氢二铵、浓氨水、氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾等原料。将13.2g磷酸氢二铵加入到200ml去离子水中,并利用氨水调节ph为10,制成溶液a,将4.33g的agno3和34.10g的ca(no3)2.4h2o加入200ml去离子水中,制备成溶液b。用400r/min磁力加热搅拌器将溶液a搅拌加热到90℃,在将溶液b缓慢倒入溶液a中,不断的加入氨水调节ph为10。随后停止加热搅拌,将其用保鲜膜密封常温冷却静置时间是24h。把生成羟基载银磷灰石用去离子水清洗干净为止,最后将其放入100℃真空烘箱干燥24h,得到羟基载银磷灰石粉体。
40.(2)把(1)制备的羟基载银磷灰石粉体称取25g与聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)18g、塘步泥11.4g、膨润土11.4g、藤县石粉34.2g原料和50ml的去离子水倒入球磨罐,球磨70min。过80目筛网,放入普通烘箱烘5h。烘干后,将块状坯体材料加入9%去离子水用手研磨,过30目筛网。制备成的粉体,放入模具,用电动液压制样机压制成型,将压制好的坯体放入普通烘箱烘3h,烘干后把坯体放入梯度炉烧制成型,升温速率:12℃/min,恒温过程:置于1100℃保持15min。冷却则得到多孔抗菌陶瓷。
41.(3)向烧杯中加入4.014g cr(no3)3·
9h2o,然后加入40ml的超纯水,搅拌10-20min待其完全溶解为溶液c;称量1.646g对苯二甲酸,加入到溶液c后,盖好保鲜膜,磁力搅拌30min,在搅拌后期加入一定178ul hf;将上述溶液移至反应釜中,用8ml的超纯水冲洗烧杯,转移反应底物到反应釜,放入真空烘箱程序升降温干燥,使用真空烘箱升温过程为:升温阶段:30-220℃ (2℃/min) 。保温阶段:220-220℃(8h),降温阶段:220℃-150℃(1℃/min),70min;150-30℃(1℃/min),12h。转移到离心管超声30min。干燥完成后,从反应釜中转移到离心管,超声30min,然后进行活化:活化方式为:(1)每次加入60ml dmf,80℃水浴(3h),7次;(2)每次加入60ml无水乙醇,70℃水浴(3h),7次。然后150℃真空干燥。活化完成后,在一定温度下真空干燥12 h,即得吸附甲醛mof(mil-101)。
42.将(3)制备的mofs(mil-101)称取2.0g和10g羧甲基纤维素溶解于一定30ml的dmf中,搅拌10min,超声20min,再将(2)的多孔抗菌陶瓷浸泡在mofs(mil-101)粘合剂内,在70℃内浸泡4h,浸泡完成后,放入110℃烘箱干燥8h,干燥完成后,得到抗菌吸附甲醛多孔陶瓷。
43.对比例1与实施例3相比,区别点仅在于未对干燥产物进行活化,涉及原料的组成配比及制备工艺均匀实施例3相同。
44.材料性能测试(一)抗菌吸附甲醛多孔陶瓷复合材料电镜图:采用日本hitachi s-3400n型低倍扫描电子显微镜对抗菌吸附甲醛多孔陶瓷原复合材料和本发明实施例1所制得的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷材料进行材料表面形貌的表征,如图1所示。图1是烧完成的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷电镜扫描图,体现了材料的多孔结构。
45.(二)抗菌吸附甲醛多孔陶瓷复合材料甲醛吸附性能分析
对实施案例1、3、5制备的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷进行吸附量分析,其中抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的吸附条件为分别把制备好的案例1、3、5陶瓷材料放在称量在称量瓶中,将称量瓶放在密闭玻璃装置中,同时将甲醛溶液20ml初始质量浓度分别为800mg/l倒入密闭容器的底部,在内部放入小风扇进行气体循环。在30℃下,吸附时间为33h,实验结果如图2所示,从图2可以看出,3种陶瓷材料随着时间变化,吸附量都在增大,在1000min后基本保持平衡,吸附量变化不大。说明3种材料在1000min都达到最佳的吸附效果。案例3的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷复合材料的甲醛吸附量达到94.9mg/g,明显高于案例1、5;吸附效果比较好。
46.再对比实施例3及对比例1中抗菌吸附甲醛多孔陶瓷复合材料的甲醛吸附量,对比例1中抗菌吸附甲醛多孔陶瓷复合材料的甲醛吸附量仅达58.7mg/g,由此可知,对干燥产物进行充分活化,吸附甲醛mofs(mil-101)的甲醛吸附功能更强,从而有效提升吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的甲醛吸附功能。
47.(三)抗菌吸附甲醛多孔陶瓷复合材料抗菌性能分析对实施案例1-5制备的抗菌吸附甲醛多孔陶瓷的抗菌性能进行分析。由图3可以看出,随着案例1-5的羟基载银磷灰石粉体的含量变大,材料中所含银离子载体随之增多,对于大肠杆菌的抗菌性随之增强,且案例3、4的抗菌效果较好。
48.从上述实施例的实验结果可知,本发明一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法,采用了分步合成与锚定法制备了该陶瓷材料,首先通过水热法合成羟基载银磷灰石,再把羟基载银磷灰石与陶瓷原料复合,通过常压烧结法制备出抗菌多孔陶瓷。在通过水热法合成mofs(mil-101),最终通过结合剂将mofs(mil-101)锚定在多孔陶瓷上,最终制备出抗菌吸附甲醛多孔陶瓷,甲醛吸附功能及除菌功能均不会被削减,甲醛吸附功能和除菌功能双重叠加,性能稳定,实现抗菌和吸附甲醛的双重功能,本发明吸附甲醛抗菌多孔陶瓷产品可应用在陶瓷抗菌和吸附甲醛领域,使用该吸附甲醛抗菌多孔陶瓷产品吸附甲醛,甲醛吸附量能达到80mg/g以上,抗菌率能达到98%以上。
49.本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员而言,在上述说明的基础上还可以作其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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