一种纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料的制备方法

摘要

一种纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料的制备方法，属于材料制备和有害微生物防治技术领域。该方法是通过亚铁氰化钾和可溶性锌盐的沉淀反应，生成亚铁氰化锌钾纳米颗粒，该纳米颗粒材料颜色洁白，具有显著的抗菌性能，对金色葡萄球菌和大肠杆菌都具有明显的杀灭和抑制能力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料的制备方法，属于材料制备和有害微生物防治技术领域。

背景技术

抗菌材料的开发和应用对于保护人类健康、改善人类生活环境、减少疾病、应对突发生物污染事件都具有重要的意义。

目前已经开发得到的抗菌剂分有机和无机两大类，其中有机抗菌剂主要是香醛类、氯酚类、季铵类和咪唑类的化合物。这类抗菌剂效用高、杀菌快，但热稳定性和耐候性差，耐溶出性不好，难以在器件表面发挥长期高效抗菌的作用。

无机抗菌剂主要包括：银系抗菌剂、锌系抗菌剂和钛系抗菌剂三大类。其中银系抗菌剂是开发较多也较成熟的抗菌剂品种，具有优异的抗菌效果和热稳定性，但银系抗菌剂存在的最大问题是变黑的问题，当用于有机体系时，很容易发黑，影响器件的美观和色彩稳定性。而且由于银的价格较贵，一定程度上限制了银系抗菌剂的使用。为了克服银系抗菌剂的变黑问题，已有相关专利报道将银离子负载在层状材料内部，再经灼烧而获得颜色稳定的银系抗菌剂的方法，然而该方法采用的载体昂贵、材料制备工艺复杂、成本较高。钛系抗菌剂主要是利用氧化钛等化合物的光催化反应而完成抗菌的材料，当条件适合时其抗菌效果显著，然而该类材料需要有光照的条件，难以在黑暗和光照不足的条件下完成有效地抗菌，因此其应用范围有限。锌系抗菌剂主要利用锌化合物当中的锌离子抗菌的材料，该类材料热稳定性好，没有发黑变色的问题，但缺点是抗菌性能劣于银系抗菌剂。此外所有的无机抗菌剂都有需要纳米化的问题，当无机抗菌剂以纳米颗粒的形式均匀分散于器件表面时，其抗菌性能明显提高，其抗菌剂用量也可以相对减少。综上所述，开发廉价、不发黑的无机纳米抗菌材料具有重要的意义和良好的应用前景。

发明内容

本发明的内容在于通过一个简单的沉淀反应，制备纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料，同时解决银系抗菌剂变黑、锌系抗菌剂性能相对较低及无机抗菌剂纳米化这三个关键问题。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：一种纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料的制备方法，其特征在于该方法通过以下步骤实现：

1)将亚铁氰化钾溶于水中制得浓度为0.01mol/L～1.3mol/L的溶液，命名为溶液A；

2)将可溶性锌盐溶于水中制得浓度为0.05mol～4mol/L的溶液，命名为溶液B；

3)在10℃～70℃的温度范围内，在搅拌下，将溶液A加入溶液B，或将溶液B加入溶液A中，其中锌元素和亚铁氰化钾的摩尔比例在0.5/1～5/1之间，将所得的白色浊液离心分离、洗涤、干燥，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

本发明的技术特征还在于：所述方法中的可溶性锌盐是硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、甲酸锌、乙酸锌当中的任意一种或几种的混合物；所述方法中的亚铁氰化钾溶液的浓度优选0.05mol/L～1mol/L；所述方法中的可溶性锌盐溶液的浓度优选0.05mol/L～3mol/L；所述方法中的锌元素和亚铁氰化钾的摩尔比例优选1/1～3/1；所述方法中的反应温度优选15℃～60℃。

本方法所得的纳米亚铁氰化锌钾抗菌剂颜色洁白，抗菌性能好，对金色葡萄球菌和大肠杆菌都具有很好的抑制和杀灭能力。

具体实施方式

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：一种纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料的制备方法，其特征在于该方法通过以下步骤实现：

1)将亚铁氰化钾溶于水中制得浓度为0.01mol/L～1.3mol/L的溶液，命名为溶液A；

2)将可溶性锌盐溶于水中制得浓度为0.05mol～4mol/L的溶液，命名为溶液B；

3)在10℃～70℃的温度范围内，在搅拌下，将溶液A加入溶液B，或将溶液B加入溶液A中，其中锌元素和亚铁氰化钾的摩尔比例在0.5/1～5/1之间，将所得的白色浊液离心分离、洗涤、干燥，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

本发明的技术特征还在于：所述方法中的可溶性锌盐是硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、甲酸锌、乙酸锌当中的任意一种或几种的混合物；所述方法中的亚铁氰化钾溶液的浓度优选0.05mol/L～1mol/L；所述方法中的可溶性锌盐溶液的浓度优选0.05mol/L～3mol/L；所述方法中的锌元素和亚铁氰化钾的摩尔比例优选1/1～3/1；所述方法中的反应温度优选15℃～60℃。

下面举出几个具体实施例，以进一步理解本发明。

实施例1：

配制0.05mol/L的亚铁氰化钾20mL，命名为溶液A，配制0.05mol/L的硝酸锌溶液60mL，命名为溶液B，在10℃和搅拌下将溶液A加入溶液B中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是3∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例2：

配制0.05mol/L的亚铁氰化钾20mL，命名为溶液A，配制0.05mol/L的硝酸锌溶液60mL，命名为溶液B，在10℃和搅拌下将溶液B加入溶液A中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是3∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例3：

配制1mol/L的亚铁氰化钾500mL，命名为溶液A，配制3mol/L的硝酸锌溶液250mL，命名为溶液B，在70℃和搅拌下将溶液A加入溶液B中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是1.5∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例4：

配制1mol/L的亚铁氰化钾500mL，命名为溶液A，配制3mol/L的硝酸锌溶液250mL，命名为溶液B，在70℃和搅拌下将溶液B加入溶液A中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是1.5∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例5：

配制0.5mol/L的亚铁氰化钾10L，命名为溶液A，配制2mol/L的硝酸锌溶液5L，命名为溶液B，在40℃和搅拌下将溶液A加入溶液B中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是2∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例6：

配制0.5mol/L的亚铁氰化钾10L，命名为溶液A，配制2mol/L的硝酸锌溶液5L，命名为溶液B，在40℃和搅拌下将溶液B加入溶液A中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是2∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例7：

配制0.1mol/L的亚铁氰化钾200mL，命名为溶液A，配制0.5mol/L的硝酸锌溶液40mL，命名为溶液B，在20℃和搅拌下将溶液A加入溶液B中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是1∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。

实施例8：

配制0.1mol/L的亚铁氰化钾200mL，命名为溶液A，配制0.5mol/L的硝酸锌溶液40mL，命名为溶液B，在20℃和搅拌下将溶液B加入溶液A中(其中Zn元素和亚铁氰化钾的摩尔比例是1∶1)，将所得的白色浊液持续搅拌2hr，沉化2天，再离心分离、洗涤并烘干，得到纳米亚铁氰化锌钾抗菌材料。