一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术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；（2）多孔抗菌陶瓷的制备；（3）吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备；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

【技术实现步骤摘要】
一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合陶瓷材料
，具体涉及一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术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。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术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。
[0007]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。
[0008]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%。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]本专利技术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，本专利技术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。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的一种吸附甲醛抗菌多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，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%。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁富祥，汪德勇，赵祯霞，赵一波，罗义林，李定全，
申请(专利权)人：广西蒙娜丽莎新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：