含高价银的无机抗菌剂及其制备方法
信息来源: http://kjnano.com 时间:2018-10-12 19:40:43
1、前言本文提供一种高价银的无机抗菌剂,如二价银磷酸锆、磷酸钛、磷酸锡等。也可以将二价银离子负载在A型沸石上或负载在羟基磷灰石上,制成二价银无机抗菌剂,还可以制成二价银化合物作无机抗菌剂,如磷酸银、钼酸银等。采用本方法,还可以制成三价或四价的银抗菌剂。试验证明:含高价银无机抗菌剂较一价银无机抗菌剂的抗菌活性更高。
2、技术背景银离子、铜离子和锌离子等具有抗菌、抗真菌和抗病毒功能。在金属离子中,银离子的抗菌活性最高。当今有各种含银无机抗菌剂用作抗菌材料,并用这种抗菌材料制成塑料制品、抗菌织物、抗菌日用品、抗菌家电制品、抗菌运动制品、卫生医疗制品和建筑材料等。含银无机抗菌剂多种多样。日本东亚化学合成公司发明US5,296,238抗菌剂,其抗菌剂是银磷酸锆,其中的Ag为一价银离子。US2,911,898和US5,411,717公开了含银磷酸锆无机抗菌剂,如Ag0.16Na0.84Zr2(PO4)3、Ag0.05H0.05Na0.90Zr2(PO4)2等。上述含银无机抗菌剂中的银均为一价银离子与Na+交换后负载在沸石载体或磷酸锆载体上。日本特开平6-263612和特开平6-263613是将含银抗菌剂,如含银磷酸锆(磷酸钛和磷酸锡),在分散剂存在下,在有机溶剂中用氧化锆球研磨,以增强其抗菌性能。 JP2000-68914披露将无机抗菌剂用醋酸等处理以增强其抗菌性能。但上述的含银抗菌剂均为一价银抗菌剂,而银离子的抗菌性能与其价态密切相关,银离子的抗菌顺序是:Ag3+>Ag2+>Ag1+。虽然不同价态的银对不同菌种的抗菌性能也有所不同,但一般认为二价Ag的抗菌性能为一价Ag的50-250倍,Ag1+,Ag2+和Ag3+的电位如下: Ag1++e Ag 0.7994ev Ag2++2e Ag 2.58ev Ag3++3e Ag 3.36ev 将氧化银Ag2O,经强氧化剂氧化后,可转化为过氧化银,即Ag2O2。过氧化银分子中有一个三价银原子和一个一价银原子,即Ag-O-Ag=0,这种化合物较Ag2O的抗菌活性高。将过氧化银溶于浓酸中,如硝酸、硫酸、高氯酸或磷酸中,瞬时可产生Ag3+和Ag1+离子,而后通过下式过程, Ag1+-e=Ag2+ Ag3++e=Ag2+ 在酸性溶液中生成稳定的Ag2+。虽然人们知道,二价银比一价银具有更高的抗菌活性,但如US5,017,295提供的含二价银的杀菌剂,由于其仅能在浓酸的液体环境下稳定存在,因此,其操作、使用和运输十分麻烦并有极大的危险性。而使其应用领域受到限制,即,只能用于对泳池、浴盆和工业用冷却装置中的水进行清洁。
3、实验材料及方法本文的含高价银的无机抗菌剂的制备方法主要采用磷酸锆钠、磷酸二氢钠、去离子水。在反应釜中制得细粒载体,调整PH为3-5.5。将可进行离子交换的固体载体加到含酸性的高价银的溶液中;充分搅拌以使高价银离子与所述固体载体上的可交换离子发生离子交换反应;过滤并干燥得到的固体产物,由此得到含高价银的无机抗菌剂。
4、实验结果本文制备的二价银磷酸锆钠无机抗菌剂与市售一价银磷酸锆钠无机抗菌剂进行抗菌实验。将1价银磷酸锆钠无机抗菌剂以1%重量加在丙烯酸酯类漆油中,搅拌30分钟,使漆油与抗菌剂混匀,而后喷涂在金属板上。同样将本发明的二价银磷酸锆钠无机抗菌剂以0.75%重量加在丙烯酸类漆油中,搅拌30分钟,使漆油充分与抗菌剂混匀,而后喷涂在金属板上。分别测定上述两个试样的抗菌效果,抗菌试验方法按中华人民共和国卫生部2002《消毒技术规范一抑菌试验》,即用膜覆盖法执行。结果如下:抗菌试验结果试验样品 供试微生物菌株 0小时接触后细菌 24小时接触后细菌 抗菌率含量cfu/cm2含量cfu/cm2 (%) 大肠埃希氏菌(Escherichia coli) 7.8×104 <2 >99.99 ATCC25922 金黄色葡萄球菌 (Staphyloccus aureus) 1.7×105 6 99.99 ATCC6538 大肠埃希氏菌(Escherichia coli) 7.8×104 <1 >9999 ATCC25922 金黄色葡萄球菌(Staphyloccus aureus) 1.7×105 6 99.99 ATCC6538 抗菌试验结果表明,二价银磷酸锆钠无机抗菌剂较一价银磷酸锆钠无机抗菌剂的抗菌性能好。这种抗菌漆油可用于喷涂扶手、电脑、电话、玩具和木地板等。
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