法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2023-08-04
专利权的转移 IPC(主分类):B01J27/138 专利号:ZL2017101765860 登记生效日:20230724 变更事项:专利权人 变更前权利人:福州大学 变更后权利人:福建迪斯发科技有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:350002 福建省福州市鼓楼区工业路523号 变更后权利人:350005 福建省福州市鼓楼区安泰街道乌山支路123号中寰商业中心(二区)D1#楼5层16单元
专利申请权、专利权的转移
2019-10-15
授权
授权
2017-08-15
实质审查的生效 IPC(主分类):B01J27/138 申请日:20170323
实质审查的生效
2017-07-21
公开
公开
技术领域
本发明主要是属于光催化纳米材料合成技术领域,具体涉及一种具有光催化抗菌功能含ZnI2-I/ZnO复合材料的制备方法。
背景技术
自1985年Matsunaga等首次报道光催化抗菌的研究工作以来,环境友好的光催化抗菌技术便受到越来越多的科研工作者的重视。在众多光催化抗菌剂中,ZnO由于具有安全低毒、生物兼容、原料易得、稳定高效等优点,成为了极具应用前景的光催化抗菌剂。尽管如此,ZnO的光催化抗菌活性仍然不能满足实际要求。为提高ZnO的可见光光催化抗菌活性,对ZnO进行有效的改性修饰是有必要的。在众多改性策略中,阴离子掺杂(N-ZnO、、C->
碘(I)作为一种非常有前景的n型半导体掺杂剂,不但能够有效拓展半导体的光响应范围,而且碘及其化合物通常会成为光生载流子的俘获位点,在光催化过程中起到抑制光生载流子复合的作用。针对ZnO作为光催化抗菌剂的目前的一些缺点和优点,以及碘改性(掺杂或修饰)氧化锌的研究现状(主要应用于染料太阳能电池和有机物降解方面),本发明提供了一种具有光催化抗菌功能含ZnI2-I/ZnO复合材料的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足,提供一种具有光催化抗菌功能含ZnI2-I/ZnO复合材料的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种具有光催化抗菌功能含ZnI2-I/ZnO复合材料的制备方法,具体操作步骤如下:
(1)合成不同摩尔比的I:Zn的复合材料:向去离子水和醇的混合溶液中,加入二价锌盐,在不断搅拌中加入碘化合物溶液,回流处理后得到悬浮液;
(2)将步骤(1)所得的回流反应后的悬浊液,进行收集、清洗、离心、常压干燥后得到黄色的碘修饰氧化锌复合物粉末,该粉末经煅烧处理后得到淡黄色ZnI2-I/ZnO复合材料粉末。
所述步骤(1)中碘化合物和锌盐的摩尔比为1:1~6。
步骤(1)中所述去离子水和醇的混合溶液中,醇为乙醇、乙二醇和二甘醇中的任一种。
所述步骤(1)中的锌盐为硝酸锌和醋酸锌中的任一种。
所述步骤(1)中的碘化合物为NaI、HI和HIO3中的任一种。
所述步骤(1)中回流处理的条件为:回流温度80-150℃,回流时间为5-24h
所述步骤(2)中煅烧处理的条件为:煅烧温度140-500℃,煅烧时间1-5 h。
所述步骤(2)中常压干燥的温度为60-90℃。
所述步骤(2)中的黄色的碘修饰氧化锌粉末,该粉末含有铅锌矿ZnO、ZnI2、单质I2和多价态碘离子。
本发明的有益效果在于:本发明制备方法简便易行,通过原位生长的方法,在ZnO表面生长ZnI2和I2,方法简便易行、原材料廉价易得,设备和工艺过程简单易操作;本方法具有试剂污染小、反应的重复性好、制备条件温和等优点。所得的ZnI2-I/ZnO复合材料在光催化抗菌过程表现出良好的抑菌和灭菌性能,且性能稳定、重复性好。
附图说明
图1为ZnI2-I/ZnO粉末复合材料制备的流程图;
图2为不同I:Zn的摩尔比下ZnI2-I/ZnO粉末的XRD图;
图3为I:Zn的摩尔比1:4的ZnI2-I/ZnO粉末的I的XPS图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明,但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1
制备摩尔比I:Zn=1:4的ZnI2-I/ZnO复合材料
(1)将2.023g Zn(NO3)2·6H2O加入到100ml去离子水的圆底烧瓶中,搅拌至均匀,然后加入0.3g>3,再倒入160>
(2)反应结束后自然冷却至室温,收集得到的悬浊液,进行清洗、离心,60℃常压干燥后得到黄色碘修饰氧化锌的复合物粉末,进行400℃煅烧处理2小时。
可见光光催化灭菌性能测试
样品的光诱导杀菌性能测试按下述步骤进行:首先,称量30mg上述实施例1催化剂材料,加入到40 mL(108>cfu/mL)的大肠杆菌悬液中。用氙灯光源(滤去420nm以下波长)模拟太阳光,进行抗菌实验。每隔1h取0.1 mL细菌液涂布于琼脂平板上培养48 h。用菌落平板计数法计取菌落数目(光照后菌落数)。同样,以没有放催化剂的细菌液按同样条件作对照实验。用菌落平板计数法计取菌落数目(光照后菌落数)样品的杀菌性能以细菌存活率表示。其计算表达式为:
细菌存活率=光照后菌落数 / 初始时刻菌落数×100%
表1 ZnI2-I/ZnO、ZnO粉末光照180min后细菌存活率
表1结果显示,ZnI2-I/ZnO复合材料在可见光激发3h后大肠杆菌存活率接近0;
实施例2
制备摩尔比I:Zn=1:2的ZnI2-I/ZnO复合材料
(1)将1.012g Zn(NO3)2·6H2O加入到100ml去离子水的圆底烧瓶中,搅拌至均匀,然后加入0.3g>3,再倒入160>
(2)反应结束后自然冷却至室温,收集得到的悬浊液,进行清洗、离心,60℃常压干燥后得到黄色碘修饰氧化锌的复合物粉末,进行400℃煅烧处理2小时。
可见光光催化灭菌性能测试
样品的光诱导杀菌性能测试按下述步骤进行:首先,称量30mg上述实施例2催化剂材料,加入到40 mL(108>cfu/mL)的大肠杆菌悬液中。用氙灯光源(滤去420nm以下波长)模拟太阳光,进行抗菌实验。每隔1h取0.1 mL细菌液涂布于琼脂平板上培养48 h。用菌落平板计数法计取菌落数目(光照后菌落数)。同样,以没有放催化剂的细菌液按同样条件作对照实验。用菌落平板计数法计取菌落数目(光照后菌落数)样品的杀菌性能以细菌存活率表示。
表2 ZnI2-I/ZnO、ZnO粉末光照180min后细菌存活率
表2结果说明,ZnI2-I/ZnO复合材料在可见光激发2h后大肠杆菌存活率接近于0。
实施例3
制备摩尔比I:Zn=1:6的ZnI2-I/ZnO复合材料
(1)7.139g Zn(NO3)2·6H2O加入到100ml去离子水的圆底烧瓶中,搅拌至均匀,然后加入0.599g NaI,再倒入160>
(2)反应结束后自然冷却至室温,收集得到的悬浊液,进行清洗、离心,60℃常压干燥后得到黄色碘修饰氧化锌的复合物粉末,进行400℃煅烧处理2小时。
可见光光催化灭菌性能测试
样品的光诱导杀菌性能测试按下述步骤进行:首先,称量30mg上述实施例3催化剂材料,加入到40 mL(108>cfu/mL)的大肠杆菌悬液中。用氙灯光源(滤去420nm以下波长)模拟太阳光,进行抗菌实验。每隔1h取0.1 mL细菌液涂布于琼脂平板上培养48 h。用菌落平板计数法计取菌落数目(光照后菌落数)。同样,以没有放催化剂的细菌液按同样条件作对照实验。用菌落平板计数法计取菌落数目(光照后菌落数)样品的杀菌性能以细菌存活率表示。
表3 ZnI2-I/ZnO、ZnO粉末光照180min后细菌存活率
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
机译: 具有亲水性光催化表面的复合材料,光催化性亲水性复合材料和光催化性亲水性涂料组合物的制备方法
机译: 氧化锌涂层的海绵状复合材料,在紫外和可见范围内具有光催化活性,适用于环境保护-海绵/ ZNO
机译: 具有光催化活性的可分解光催化降解有机染料的金簇氧化锌纳米复合材料及其制备方法