一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010550378.0

申请日:

2010.11.19

公开号:

CN102461561A

公开日:

2012.05.23

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):A01N 59/16申请公布日:20120523|||实质审查的生效IPC(主分类):A01N 59/16申请日:20101119|||公开

IPC分类号:

A01N59/16; A01N25/08; A01P1/00

主分类号:

A01N59/16

申请人:

北京佳盛世纪科技有限公司

发明人:

吕学丽; 张军伟

地址:

102600 北京市大兴区南湖路10号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

沸石负载银抗菌剂及其制备方法,涉及一种抗菌剂,尤其是一种沸石载银抗菌剂及其制备方法。提供一种抑菌率高,应用于生产高分子材料制品的,热处理温度高达1100℃仍然具有抗菌性能的一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法。由沸石和银组成,沸石占95%,硝酸银占5%。天然沸石经过钠化处理后,再与硝酸银进行液相离子交换,充分反应后用蒸馏水洗涤至洗液中无银离子,再干燥烧结,研磨成粉,制得沸石负载银抗菌剂。

权利要求书

1: 沸石负载银抗菌剂, 其特征在于由沸石和银组成, 按质量百分比含量计算, 沸石占 95%, 硝酸银占 5%。
2: 如权利 1 所述的沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于其步骤为 : 1) 天然沸石钠化处理 将斜发沸石粉末碎成 200 目以下矿样, 称取一定量的斜发沸石按 1g/10ml 的固液比放 入一定体积硝酸钠溶液中, 在电炉上煮沸 1h, 倾去浑浊液, 并用蒸馏水洗涤两次, 然后再将 沸石加入到等体积等浓度的预热的硝酸钠溶液中, 继续煮沸 0.5h, 倾去溶液并用蒸馏水清 洗 2 ~ 3 次, 最后将沸石放入烘箱中干燥后备用 ; 2) 液相离子交换 准确称取一定量的钠型沸石粉末, 分别加入一定浓度的 AgNO 3 溶液中 ( 配制 AgNO3 溶液 用棕色容量瓶 ), 保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换 (Ag+ 离子交换时避免见 光 ), 并用稀硝酸和 NaOH 溶液调节 pH 值, 待充分反应后, 离心分离, 用蒸馏水洗涤至洗液中 + 无 Ag , 即用稀盐酸滴入无白色沉淀 ; 3) 干燥烧结, 研磨成粉 交换后的沸石置于烘箱中烘干, 然后研磨存放 ( 银交换后的沸石要避光 )。
3: 如权利要求 2 所述沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于步骤 1) 中沸石原料采 用天然斜发沸石。
4: 如权利要求 2 所述沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于步骤 1) 中斜发沸石粉 末碎成 200 目以下矿样。
5: 如权利要求 2 所述沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于步骤 1) 中斜发沸石钠 化处理时, 斜发沸石的固液比按 1g/10ml。
6: 如权利要求 2 所述沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于步骤 1) 中斜发沸石钠 化处理时, 硝酸钠溶液的浓度为 20%。
7: 如权利要求 2 所述沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于步骤 1) 中斜发沸石钠 化处理工艺流程为 : 天然沸石→研磨→ 200 目过筛→钠化处理→加热处理→过滤、 洗涤→ 烘干→改型合成沸石。
8: 如权利要求 2 所述沸石负载银抗菌剂的制备方法, 其特征在于步骤 2) 中 AgNO3 的初 始浓度为 0.1mol/L, 反应溶液的 pH 值为 6.0 ~ 8.0, 反应温度为 60℃。

说明书


一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种抗菌剂, 尤其是一种沸石载银抗菌剂及其液相离子交换的制备方法。 背景技术 随着人们对环境微生物的研究和认识水平的不断提高, 在利用微生物有益性的同 时, 也十分警惕其作为病原菌的危害性。 微生物还会引起各种工业材料、 化妆品和医药品等 的分解、 变质和腐败, 从而使产品寿命减短。 在科技进步和人们生活水平不断提高的现代社 会, 环保日益成为人类的追求目标。 抗菌材料是环保材料重要的组成部分, 因而开发和生产 与人民生活息息相关的、 能抑制或消灭有害细菌的制品, 已成为现代科学领域重要研究课 题之一。目前已有的载银抗菌剂存在的主要缺点 : 一是银盐系抗菌制品游离出的银盐离子 在阳光照射下或受热后易被还原成单质银, 进而氧化为氧化银, 不仅使制品变色影响制品 外观, 而且稳定性差降低了抗菌性能。二是负载成本高。
     发明内容
     本发明的目的在于根据现有的载银抗菌剂及其制备方法存在的缺点, 提供一种抑 菌率高, 应用于生产高分子材料制品的, 热处理温度高达 1100℃仍然具有抗菌性能的一种 沸石负载银抗菌剂及其制备方法。
     本发明所采用的沸石是天然斜发沸石。
     本发明按质量百分比含量计算, 沸石占 95%, 硝酸银占 5%。
     为了获得性能优良的抗菌材料, 本发明的技术方案是采用液相离子交换法制备沸 石载银抗菌剂。
     沸石负载银抗菌剂的制备方法是在合成沸石的水悬浊液中加入硝酸银溶液, 利用 离子交换法使银离子负载在沸石上, 然后干燥烧结而得。具体步骤 :
     1) 天然沸石钠化处理
     将斜发沸石粉末碎成 200 目以下矿样, 称取一定量的斜发沸石按 1g/10ml 的固液 比放入一定体积浓度为 20%的硝酸钠溶液中, 在电炉上煮沸 1h, 倾去浑浊液, 并用蒸馏水 洗涤两次, 然后再将沸石加入到等体积等浓度的预热的硝酸钠溶液中, 继续煮沸 0.5h, 倾 去溶液并用蒸馏水清洗 2 ~ 3 次, 最后将沸石放入烘箱中干燥后备用。其钠化处理工艺流 程: 天然沸石→研磨→ 200 目过筛→钠化处理→加热处理→过滤、 洗涤→烘干→改型合成 沸石。
     2) 液相离子交换
     准确称取一定量的钠型沸石粉末, 分别加入一定浓度的 AgNO3 溶液中 ( 配置 AgNO3 溶液用棕色容量瓶 ), 保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换 (Ag+ 离子交换时避 免见光 ), 并用稀硝酸和 NaOH 溶液调节 pH 值, 待充分反应后, 离心分离, 用蒸馏水洗涤至洗 + 液中无 Ag , 即用稀盐酸滴入无白色沉淀。3) 干燥烧结, 研磨成粉 交换后的沸石置于烘箱中烘干, 然后研磨存放 ( 银交换后的沸石要避光 )。 本发明采用天然斜发沸石经过适当的化学改型处理代替常规的 4A 沸石, 节省了成本。 本发明所采用的沸石载体是一种含水的架状铝硅酸盐矿物, 因其内部结构有许多 大小均一的空洞和孔道, 具有吸附、 离子交换等特性。 沸石骨架中的阳离子可与其他金属离 子交换, 利用沸石的离子交换特性可以把不同的离子交换到沸石结构上, 是沸石性质发生 + 2+ 2+ 变化。沸石载上具有抗菌活性的金属离子 (Ag 、 Cu 、 Zn ), 通过缓慢释放金属离子来阻止 微生物的繁殖, 对各类细菌进行高效广谱的杀灭和去除作用。抗菌沸石的性能受交换上的 金属离子的含量的影响, 离子含量越高, 沸石的抗菌性能就越高。
     本发明中沸石负载银抗菌剂的制备最佳条件是 : 在 AgNO3 的初始浓度为 0.1mol/ L、 反应溶液的 pH 值为 6.0 ~ 8.0、 反应温度为 60℃、 并在震荡的环境下反应 4h 时, 此时沸 石具有最大的银离子交换量。( 附表 1、 2、 3、 4、 5)
     表 1 沸石中银含量随时间的变化关系
     反应时间 (h) 沸石中银含量 (% )
     反应浓度 (mol/L) 沸石中银含量 (% )
     反应温度 (℃ ) 沸石中银含量 (% )
     反应前 PH 值 反应后 PH 值 沸石中银含量 (% )
     1 1.5 4.13 2 2.5 4.54 2.5 3 4.81 4 4 5.13 30 4.10 40 4.52 50 5.13 60 5.31 80 5.23 0.053 4.50 0.10 5.20 0.20 5.32 0.40 5.53 0.5 4.00 1 6.51 2 6.71 4 6.90 6 6.91表2沸石中银含量与硝酸银浓度之间的关系表3沸石中银含量随反应温度之间的关系表4沸石中银含量与溶液 PH 值之间的关系表5震荡、 静置对斜发沸石银交换量的影响4CN 102461561 A 反应时间 (h) 震荡沸石中银含量 (% ) 静置后沸石中银含量 (% )
     说0.5明书1 6.51 6.10 2 6.71 6.39 4 6.90 6.73 6 6.91 6.803/3 页4.00 3.40本发明所制的抗菌剂具有一定的缓释能力, 稳定性较高, 在高分子材料制品运用 中还能起到改性作用, 提高了高分子材料制品的力学性能。具体实施方式
     实施例 1 : 直接交换法
     先将天然斜发沸石进行钠化处理 ; 按照银在沸石物料中含量为 5%的比例分别称 量硝酸银和沸石, 准确称取一定量的钠型沸石粉末, 分别加入浓度为 0.1mol/L 的 AgNO3 溶 液中 ( 配置 AgNO3 溶液用棕色容量瓶 ), 保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换 + (Ag 离子交换时避免见光 ), 并用稀硝酸和 NaOH 溶液调节 pH 值至 6.0 ~ 8.0, 待充分反应 后, 用离心分离器清洗载银沸石, 用蒸馏水洗涤至洗液中无 Ag+, 即用稀盐酸滴入无白色沉 淀; 交换后的沸石置于烘箱中烘干, 然后研磨存放 ( 银交换后的沸石要避光 )。
     实施例 2 : 间接交换法
     先将天然斜发沸石进行钠化处理 ; 按照银在沸石物料中含量为 5%的比例分别称 量硝酸银和沸石, 准确称取一定量的钠型沸石粉末, 分别加入浓度为 0.1mol/L 的 NH4NO3 溶 液中, 保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换, NH4+ 取代金属阳离子形成载 NH4+ 沸 石, 再加入 AgNO3 溶液, 进行 NH4+ 与 Ag+ 的离子交换, 并用稀硝酸和 NaOH 溶液调节 pH 值至 6.0 ~ 8.0, 待充分反应后, 用离心分离器清洗载银沸石, 用蒸馏水洗涤至洗液中无 Ag+, 即用 稀盐酸滴入无白色沉淀 ; 交换后的沸石置于烘箱中烘干, 然后研磨存放 ( 银交换后的沸石 要避光 )。5

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1、10申请公布号CN102461561A43申请公布日20120523CN102461561ACN102461561A21申请号201010550378022申请日20101119A01N59/16200601A01N25/08200601A01P1/0020060171申请人北京佳盛世纪科技有限公司地址102600北京市大兴区南湖路10号72发明人吕学丽张军伟54发明名称一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法57摘要沸石负载银抗菌剂及其制备方法,涉及一种抗菌剂,尤其是一种沸石载银抗菌剂及其制备方法。提供一种抑菌率高,应用于生产高分子材料制品的,热处理温度高达1100仍然具有抗菌性能的一种沸石负载银抗。

2、菌剂及其制备方法。由沸石和银组成,沸石占95,硝酸银占5。天然沸石经过钠化处理后,再与硝酸银进行液相离子交换,充分反应后用蒸馏水洗涤至洗液中无银离子,再干燥烧结,研磨成粉,制得沸石负载银抗菌剂。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页1/1页21沸石负载银抗菌剂,其特征在于由沸石和银组成,按质量百分比含量计算,沸石占95,硝酸银占5。2如权利1所述的沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于其步骤为1天然沸石钠化处理将斜发沸石粉末碎成200目以下矿样,称取一定量的斜发沸石按1G/10ML的固液比放入一定体积硝酸钠溶液中,在电炉上。

3、煮沸1H,倾去浑浊液,并用蒸馏水洗涤两次,然后再将沸石加入到等体积等浓度的预热的硝酸钠溶液中,继续煮沸05H,倾去溶液并用蒸馏水清洗23次,最后将沸石放入烘箱中干燥后备用;2液相离子交换准确称取一定量的钠型沸石粉末,分别加入一定浓度的AGNO3溶液中配制AGNO3溶液用棕色容量瓶,保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换AG离子交换时避免见光,并用稀硝酸和NAOH溶液调节PH值,待充分反应后,离心分离,用蒸馏水洗涤至洗液中无AG,即用稀盐酸滴入无白色沉淀;3干燥烧结,研磨成粉交换后的沸石置于烘箱中烘干,然后研磨存放银交换后的沸石要避光。3如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于。

4、步骤1中沸石原料采用天然斜发沸石。4如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于步骤1中斜发沸石粉末碎成200目以下矿样。5如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于步骤1中斜发沸石钠化处理时,斜发沸石的固液比按1G/10ML。6如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于步骤1中斜发沸石钠化处理时,硝酸钠溶液的浓度为20。7如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于步骤1中斜发沸石钠化处理工艺流程为天然沸石研磨200目过筛钠化处理加热处理过滤、洗涤烘干改型合成沸石。8如权利要求2所述沸石负载银抗菌剂的制备方法,其特征在于步骤2中AGNO3的初始浓度。

5、为01MOL/L,反应溶液的PH值为6080,反应温度为60。权利要求书CN102461561A1/3页3一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种抗菌剂,尤其是一种沸石载银抗菌剂及其液相离子交换的制备方法。背景技术0002随着人们对环境微生物的研究和认识水平的不断提高,在利用微生物有益性的同时,也十分警惕其作为病原菌的危害性。微生物还会引起各种工业材料、化妆品和医药品等的分解、变质和腐败,从而使产品寿命减短。在科技进步和人们生活水平不断提高的现代社会,环保日益成为人类的追求目标。抗菌材料是环保材料重要的组成部分,因而开发和生产与人民生活息息相关的、能抑制或消灭有害细菌的制。

6、品,已成为现代科学领域重要研究课题之一。目前已有的载银抗菌剂存在的主要缺点一是银盐系抗菌制品游离出的银盐离子在阳光照射下或受热后易被还原成单质银,进而氧化为氧化银,不仅使制品变色影响制品外观,而且稳定性差降低了抗菌性能。二是负载成本高。发明内容0003本发明的目的在于根据现有的载银抗菌剂及其制备方法存在的缺点,提供一种抑菌率高,应用于生产高分子材料制品的,热处理温度高达1100仍然具有抗菌性能的一种沸石负载银抗菌剂及其制备方法。0004本发明所采用的沸石是天然斜发沸石。0005本发明按质量百分比含量计算,沸石占95,硝酸银占5。0006为了获得性能优良的抗菌材料,本发明的技术方案是采用液相离子。

7、交换法制备沸石载银抗菌剂。0007沸石负载银抗菌剂的制备方法是在合成沸石的水悬浊液中加入硝酸银溶液,利用离子交换法使银离子负载在沸石上,然后干燥烧结而得。具体步骤00081天然沸石钠化处理0009将斜发沸石粉末碎成200目以下矿样,称取一定量的斜发沸石按1G/10ML的固液比放入一定体积浓度为20的硝酸钠溶液中,在电炉上煮沸1H,倾去浑浊液,并用蒸馏水洗涤两次,然后再将沸石加入到等体积等浓度的预热的硝酸钠溶液中,继续煮沸05H,倾去溶液并用蒸馏水清洗23次,最后将沸石放入烘箱中干燥后备用。其钠化处理工艺流程天然沸石研磨200目过筛钠化处理加热处理过滤、洗涤烘干改型合成沸石。00102液相离子交。

8、换0011准确称取一定量的钠型沸石粉末,分别加入一定浓度的AGNO3溶液中配置AGNO3溶液用棕色容量瓶,保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换AG离子交换时避免见光,并用稀硝酸和NAOH溶液调节PH值,待充分反应后,离心分离,用蒸馏水洗涤至洗液中无AG,即用稀盐酸滴入无白色沉淀。说明书CN102461561A2/3页400123干燥烧结,研磨成粉0013交换后的沸石置于烘箱中烘干,然后研磨存放银交换后的沸石要避光。0014本发明采用天然斜发沸石经过适当的化学改型处理代替常规的4A沸石,节省了成本。0015本发明所采用的沸石载体是一种含水的架状铝硅酸盐矿物,因其内部结构有许多大小均一的空洞。

9、和孔道,具有吸附、离子交换等特性。沸石骨架中的阳离子可与其他金属离子交换,利用沸石的离子交换特性可以把不同的离子交换到沸石结构上,是沸石性质发生变化。沸石载上具有抗菌活性的金属离子AG、CU2、ZN2,通过缓慢释放金属离子来阻止微生物的繁殖,对各类细菌进行高效广谱的杀灭和去除作用。抗菌沸石的性能受交换上的金属离子的含量的影响,离子含量越高,沸石的抗菌性能就越高。0016本发明中沸石负载银抗菌剂的制备最佳条件是在AGNO3的初始浓度为01MOL/L、反应溶液的PH值为6080、反应温度为60、并在震荡的环境下反应4H时,此时沸石具有最大的银离子交换量。附表1、2、3、4、50017表1沸石中银含。

10、量随时间的变化关系0018反应时间H051246沸石中银含量4006516716906910019表2沸石中银含量与硝酸银浓度之间的关系0020反应浓度MOL/L0053010020040沸石中银含量4505205325530021表3沸石中银含量随反应温度之间的关系0022反应温度3040506080沸石中银含量4104525135315230023表4沸石中银含量与溶液PH值之间的关系0024反应前PH值12254反应后PH值152534沸石中银含量4134544815130025表5震荡、静置对斜发沸石银交换量的影响0026说明书CN102461561A3/3页5反应时间H051246震。

11、荡沸石中银含量400651671690691静置后沸石中银含量3406106396736800027本发明所制的抗菌剂具有一定的缓释能力,稳定性较高,在高分子材料制品运用中还能起到改性作用,提高了高分子材料制品的力学性能。具体实施方式0028实施例1直接交换法0029先将天然斜发沸石进行钠化处理;按照银在沸石物料中含量为5的比例分别称量硝酸银和沸石,准确称取一定量的钠型沸石粉末,分别加入浓度为01MOL/L的AGNO3溶液中配置AGNO3溶液用棕色容量瓶,保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换AG离子交换时避免见光,并用稀硝酸和NAOH溶液调节PH值至6080,待充分反应后,用离心分离器清。

12、洗载银沸石,用蒸馏水洗涤至洗液中无AG,即用稀盐酸滴入无白色沉淀;交换后的沸石置于烘箱中烘干,然后研磨存放银交换后的沸石要避光。0030实施例2间接交换法0031先将天然斜发沸石进行钠化处理;按照银在沸石物料中含量为5的比例分别称量硝酸银和沸石,准确称取一定量的钠型沸石粉末,分别加入浓度为01MOL/L的NH4NO3溶液中,保持固液比恒定的情况下使其充分进行离子交换,NH4取代金属阳离子形成载NH4沸石,再加入AGNO3溶液,进行NH4与AG的离子交换,并用稀硝酸和NAOH溶液调节PH值至6080,待充分反应后,用离心分离器清洗载银沸石,用蒸馏水洗涤至洗液中无AG,即用稀盐酸滴入无白色沉淀;交换后的沸石置于烘箱中烘干,然后研磨存放银交换后的沸石要避光。说明书CN102461561A。

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