1.本发明涉及抗菌粉体技术领域，尤其涉及一种氧化锌/金属抗菌粉体及其制备方法。
背景技术：2.纳米氧化锌作一种新型的环境友好的多功能材料，在磁、光、电、敏感、抗菌消毒、紫外线屏蔽等方面具有优异的性能。
3.其具有无毒、无味、对皮肤无刺激性、热稳定性好，是皮肤的外用药物，也可用于化妆品的防晒剂，以防止紫外线伤害并能抗菌除臭，可用于生产防臭、抗菌、抗紫外线的纤维，用于制造手术服、护士服，还可制造内衣、外装、鞋、帽、袜等，也可以加入涂料等有机物中，制成抗菌板、涂料等。
4.目前，多采用掺杂或改性的方法提高纳米氧化锌的抗菌活性。如中国发明专利（公开号cn112499664a）提出的采用掺杂氧化亚铜的方法，使其在光照条件下能够明显提高其抗菌活性，但是氧化亚铜稳定性差，易在空气中氧化为氧化铜，造成使用寿命较低。
5.中国发明专利（公开号cn112320835a）公开了一种钨掺杂纳米氧化锌的制备方法，该方法需要高温煅烧，造成纳米粉体易烧结团聚。
6.中国发明专利（公开号113412841a）公开了一种4-巯基苯硼酸修饰的氧化锌纳米材料及其制备方法，发现其具有明显增强的抗菌性能，但是采用有机修饰的氧化锌如用于高温烧制的陶瓷制品等，由于修饰层被高温烧除而丧失性能。
7.现有的纳米氧化锌的制备方法较多，包括一步法和两步法。一步法如激光法、机械球磨法、水热法、喷雾热解法和化学气相沉积法，需要的机械设备较复杂，成本高。两步法包括化学沉淀法、乳液或微乳液法、胶体化学法、溶胶凝胶法、固相化学反应法、热爆法、临界干燥法，这些方法通常在第一步形成氢氧化锌、碳酸锌等再高温烧结而成，容易造成团聚，需要分散等工艺。
8.中国发明专利（公开号cn112573560a）公开了一种高分散氧化锌的制备方法，分四步进行，在水热反应条件下，前两步分别加入1,3,5-三（1三氮唑基-亚甲基）-2,4,6-三甲基苯和5-(1-四唑）间苯二甲酸，然后经高温煅烧而成，工艺复杂，成本较高。
9.中国发明专利（公开号cn112777627a）公开了一种纳米氧化锌的制备方法，采用v型微通道反应器制备氢氧化锌后再干燥煅烧而成，产量受到限制，能耗高。
10.中国发明专利（公开号cn112266010a）公开了一种氧化锌生产工艺，包括如下步骤：将锌锭粉碎后得到锌块，将锌块进行研磨处理，将锌粉进行加热并搅拌，向高温锌粉中添加去离子水，随后向锌粉水溶液中加入硫酸，得到硫酸锌，将硫酸锌烘干后加入容器中，并向容器中再添加碳酸钠进行反应，得到碳酸锌，将碳酸锌进行水洗，随后进行干燥处理，在400
°
c的条件下进行煅烧，煅烧过程中进行捶打，得到氧化锌，球磨，最终得到氧化锌，过程比较复杂，需要高温处理，能耗较高。
技术实现要素：11.本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种氧化锌/金属抗菌粉体及其制备方法，通过低温制备方法，使纳米氧化锌形成半导体-金属界面，提高抗菌性能。
12.本发明采取的技术方案是：一种氧化锌/金属抗菌粉体，其特征是，包括超细金属内核，在超细金属内核的各个方向上生长有纳米氧化锌，形成绒球状结构，所述超细金属内核为锌、铜、铝中的一种，其粒径为20-500nm；所述纳米氧化锌的尺寸为10-2000nm，所述超细金属内核与氧化锌的质量比为9:1-1:99，所述氧化锌与超细金属内核之间形成半导体-金属界面。
13.进一步，所述纳米氧化锌为片状，片状的厚度为10-100nm。
14.进一步，所述纳米氧化锌为纤维状，纤维状的直径为10-80nm，长度200-2000nm。
15.进一步，所述纳米氧化锌为棒状，棒状的直径为30-200nm，长度100-2000nm。
16.进一步，所述纳米氧化锌尺度最小的面与超细金属内核相接。
17.一种氧化锌/金属抗菌粉体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：第（1）步，配置浓度为0.1-2mol/l的锌盐水溶液，所述锌盐为氯化锌、硫酸锌、硝酸锌中的一种及以上；第（2）步，配置浓度为0.1-4mol/l的碱金属氢氧化物水溶液，所述氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种及以上；第（3）步，在所述锌盐水溶液中加入所述超细金属内核，加热至60-90℃；第（4）步，加入定量的所述氢氧化物水溶液，使混合液中的氢氧化物与锌盐的摩尔比为1:2-1:4；第（5）步，搅拌20-180分钟；第（6）步，过滤后干燥，得到氧化锌/金属抗菌粉体。
18.本发明的有益效果是：（1）利用半导体-金属界面，大大提高纳米氧化锌的抗菌和防病毒性能；（2）生产工艺简单，低温合成氧化锌，不需煅烧，能耗低，成本低，产品分散性好，易于工业化生产；（3）在金属表面自组装成绒球状结构，比表面积大，也提高抗菌和防病毒性能。
附图说明
19.附图1是实施例一的x射线衍射图谱；附图2是实施例一生成的粉体的不同放大倍数下的显微放大图；附图3是实施例二生成的粉体不同放大倍数下的显微放大图；附图4是实施例三生成的粉体的显微放大图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明氧化锌/金属抗菌粉体及其制备方法的具体实施方式作详细说明。
21.实施例一：配置0.1mol/l氯化锌水溶液100ml，配置0.4mol/l氢氧化钠水溶液100ml，向氯化
锌溶液中加入超细zn粉7.32g，加热至90℃，加入配置的氢氧化钠溶液，搅拌20分钟，将沉淀离心过滤，100℃干燥，得到氧化锌/锌抗菌粉体。
22.将该粉体配置成水性涂料，采用hg/t 3950-2007标准测试其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率，结果均大于99.92%。采用iso 21702：2019测试对h1n1甲型流感病毒的抗病毒活性率，其结果大于99.92%。
23.实施例二：配置2mol/l硝酸锌水溶液100ml，配置4mol/l氢氧化钾水溶液100ml，向氯化锌溶液中加入超细cu粉0.16g，加热至70℃，加入配置的氢氧化钾溶液，搅拌180分钟，将沉淀离心过滤，100℃干燥，得到氧化锌/铜抗菌粉体。
24.将该粉体配置成水性涂料，采用hg/t 3950-2007标准测试其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率，结果均大于99.95%。采用iso 21702：2019测试对h1n1甲型流感病毒的抗病毒活性率，其结果大于99.95%。
25.实施例三：配置1mol/l硫酸锌水溶液100ml，配置2mol/l氢氧化钠水溶液100ml，向氯化锌溶液中加入超细al粉8.14g，加热至60℃，加入配置的氢氧化钠溶液，搅拌60分钟，将沉淀离心过滤，100℃干燥，得到氧化锌/铝抗菌粉体。
26.将该粉体配置成水性涂料，采用hg/t 3950-2007标准测试其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率，结果均大于99.90%。采用iso 21702：2019测试对h1n1甲型流感病毒的抗病毒活性率，其结果大于99.90%。
27.实施例四：配置0.1mol/l氯化锌水溶液100ml，配置0.1mol/l氢氧化钠水溶液200ml，向氯化锌溶液中加入超细zn粉1.62g，加热至80℃，加入配置的氢氧化钠溶液，搅拌20分钟，将沉淀离心过滤，100℃干燥，得到氧化锌/锌抗菌粉体。
28.将该粉体配置成水性涂料，采用hg/t 3950-2007标准测试其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率，结果均大于99.92%。采用iso 21702：2019测试对h1n1甲型流感病毒的抗病毒活性率，其结果大于99.92%。
29.对照例：配置0.1mol/l氯化锌水溶液100ml，配置0.4mol/l氢氧化钠水溶液100ml，加热至90℃，加入配置的氢氧化钠溶液，搅拌20分钟，将沉淀离心过滤，100℃干燥，得到氧化锌粉体。
30.将该粉体配置成水性涂料，采用hg/t 3950-2007标准测试其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率，结果均大于80%。采用iso 21702：2019测试对h1n1甲型流感病毒的抗病毒活性率，其结果大于80%。
31.通过四个实施例与对照例之间的对比，氧化锌/金属抗菌粉体的抗菌率和抗病毒率都远高于单纯的氧化锌粉体。
32.综上几个实施例，将制备方法概括为：第（1）步，配置浓度为0.1-2mol/l的锌盐水溶液，所述锌盐为氯化锌、硫酸锌、硝酸锌中的一种及以上。
33.第（2）步，配置浓度为0.1-4mol/l的碱金属氢氧化物水溶液，所述氢氧化物为氢氧
化钠、氢氧化钾中的一种及以上。这两种溶液低于0.1mol/l则产量太低，高于4mol/l则反应太快而形成颗粒，不能得到绒球状结构。
34.第（3）步，在所述锌盐水溶液中加入所述超细金属内核，加热至60-90℃。低于60℃，不能得到氧化锌，高于90℃则得不到绒球状结构。
35.第（4）步，加入定量的所述氢氧化物水溶液，使混合液中的氢氧化物与锌盐的摩尔比为1:2-1:4。低于1：2或高于1：4的比例，均不能得到氧化锌。
36.第（5）步，搅拌20-180分钟。时间低于20分钟，氧化锌纯度低，含氢氧化锌，高于180分钟，则产量降低。
37.第（6）步，过滤后干燥，得到氧化锌/金属抗菌粉体。
38.使最后生成的氧化锌/金属抗菌粉体中金属与氧化锌质量比为9：1-1：99，高于9：1，则金属含量太高，易沉降，低于1：99，则无法利用金属形成半导体-金属界面。
39.参见附图1、2,实施例一和实施例四生成的氧化锌/锌抗菌粉体，其内核为粒径为20-500nm的锌粉粒，在锌粉粒的各个方向上生长的氧化锌为片状，片状的厚度为10-100nm。片状氧化锌的侧边与锌粉粒相接，形成半导体-金属界面，整体形成绒球状结构。
40.参见附图3,实施例二生成的氧化锌/铜抗菌粉体，其内核为粒径为20-500nm的铜粉粒，在铜粉粒的各个方向上生长的氧化锌为纤维状，纤维状的直径为10-80nm，长度200-2000nm。纤维状氧化锌的根部与铜粉粒相接，形成半导体-金属界面，整体形成绒球状结构。
41.参见附图4,实施例三生成的氧化锌/铝抗菌粉体，其内核为粒径为20-500nm的铝粉粒，在铝粉粒的各个方向上生长的氧化锌为棒状，棒状的直径为30-200nm，长度100-2000nm。棒状氧化锌的一端部与铝粉粒相接，形成半导体-金属界面，整体形成绒球状结构。
42.考虑生产和成本因素，金属粉粒20-500nm最为合适，如果小于20nm，金属粉体成本太高，高于500nm，密度太高，使用时易沉降。
43.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种氧化锌/金属抗菌粉体，其特征在于：包括超细金属内核，在超细金属内核的各个方向上生长有纳米氧化锌，形成绒球状结构，所述超细金属内核为锌、铜、铝中的一种，其粒径为20-500nm；所述纳米氧化锌的尺寸为10-2000nm，所述超细金属内核与氧化锌的质量比为9:1-1:99，所述氧化锌与超细金属内核之间形成半导体-金属界面。2.根据权利要求1所述的氧化锌/金属抗菌粉体，其特征在于：所述纳米氧化锌为片状，片状的厚度为10-100nm。3.根据权利要求1所述的氧化锌/金属抗菌粉体，其特征在于：所述纳米氧化锌为纤维状，纤维状的直径为10-80nm，长度200-2000nm。4.根据权利要求1所述的氧化锌/金属抗菌粉体，其特征在于：所述纳米氧化锌为棒状，棒状的直径为30-200nm，长度100-2000nm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的氧化锌/金属抗菌粉体，其特征在于：所述纳米氧化锌尺度最小的面与超细金属内核相接。6.一种如权利要求1至5中任一项所述的氧化锌/金属抗菌粉体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：第（1）步，配置浓度为0.1-2mol/l的锌盐水溶液，所述锌盐为氯化锌、硫酸锌、硝酸锌中的一种及以上；第（2）步，配置浓度为0.1-4mol/l的碱金属氢氧化物水溶液，所述氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种及以上；第（3）步，在所述锌盐水溶液中加入所述超细金属内核，加热至60-90℃；第（4）步，加入定量的所述氢氧化物水溶液，使混合液中的氢氧化物与锌盐的摩尔比为1:2-1:4；第（5）步，搅拌20-180分钟；第（6）步，过滤后干燥，得到氧化锌/金属抗菌粉体。
技术总结本发明涉及抗菌粉体技术领域，公开了一种氧化锌/金属抗菌粉体的制备方法，首先配置浓度为0.1-2mol/L的锌盐水溶液，（2）配置浓度为0.1-4mol/L的碱金属氢氧化物水溶液，（3）在所述锌盐水溶液中加入所述超细金属内核，加热至60-90℃；（4）加入定量的所述氢氧化物水溶液，使混合液中的氢氧化物与锌盐的摩尔比为1:2-1:4；（5）搅拌20-180分钟，过滤后干燥，得到氧化锌/金属抗菌粉体。本发明还公开了上述方法制备的氧化锌/金属抗菌粉体的显微结构。本发明通过低温制备方法，使纳米氧化锌形成半导体-金属界面，提高抗菌性能。提高抗菌性能。提高抗菌性能。
技术研发人员：江善应
受保护的技术使用者：中氪新能源科技(上海)有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/7/5
