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铜类无机抗菌材料的制备及抗菌陶瓷的开发

铜类无机抗菌材料的制备及抗菌陶瓷的开发

作者：刘品乐南昌大学

学位级别：硕士

金黄色葡萄球菌(***)、大肠杆菌(***)等致病菌危害着人们的健康,而且这些致病菌极易在阴凉、潮湿的陶瓷制品中滋生繁殖生长(如洗手池、马桶、浴缸以及墙面等),严重影响着人们的生活。因此,为了预防致病微生物带来的危害,开发一种能应用... 详细信息

金黄色葡萄球菌(***)、大肠杆菌(***)等致病菌危害着人们的健康,而且这些致病菌极易在阴凉、潮湿的陶瓷制品中滋生繁殖生长(如洗手池、马桶、浴缸以及墙面等),严重影响着人们的生活。因此,为了预防致病微生物带来的危害,开发一种能应用于陶瓷制品并具有安全、高效的抗菌材料具有重要的实际意义。本文以天然含氧盐矿物(如硅酸盐矿物、碳酸盐矿物)作为载体,无水硫酸铜作为铜源,采用液相法制备获得多种铜类无机抗菌材料,进而利用此类铜类无机抗菌材料制备获得抗菌陶瓷。采用XRD、SEM、XPS、UV-vis以及菌落平板计数等检测手段对所制铜类无机抗菌材料和抗菌陶瓷的微观晶体结构、成分组成、形貌及抗菌等物化性能进行分析研究。本文取得了以下研究结果:(1)分别选取1:1型层状硅酸盐(高岭土、管状埃洛石)和2:1型层状硅酸盐(蒙脱石和滑石)四种含氧盐矿物作为载体,无水硫酸铜为铜源,制备获得铜类无机抗菌材料。XRD结果表明:载铜离子后,四种铜类无机抗菌材料基本保持原始硅酸盐的晶体结构。紫外分光光度计结果表明:2:1型层状硅酸盐黏土的载铜离子能力远高于1:1型层状硅酸盐黏土的载铜离子能力,本文将其归因为:2:1层状硅酸盐层间的范德瓦尔键较弱,可交换更高容量的阳离子。抗菌测试表明:相比于其他硅酸盐材料,滑石所制备的铜类无机抗菌材料(TCu-1)对***和***抗菌率最优,其中对***的最小杀菌浓度(MBC)为2.5 mg/ml,对***的MBC为3.5 mg/ml。高温煅烧后的抗菌测试表明:四种铜类无机抗菌材料经高温煅烧(>800°C)后,抗菌率均抗菌性能大幅下降,然而,TCu-1铜类无机抗菌材料经600°C煅烧后,抗菌率>90%,表现出较好的中高温稳定性。(2)为了能进一步提高铜类无机抗菌材料的高温稳定性,本文选取滑石作为载体,加入方解石作为吸附剂,无水硫酸铜为铜源,通过液相法制备滑石/方解石载铜复合抗菌材料。抗菌测试结果表明,当m:m=7:3时(其中滑石:方解石的质量比=1:1),所制备的HCCu-50铜类无机抗菌材料具有较强的高温稳定性及抗菌性能。XRD及SEM结果显示:HCCu-50铜类无机抗菌材料的有效抗菌物质为CuSO(OH),且均匀分布于试样表面;1000°C煅烧铜类无机抗菌材料后CuSO(OH)转化为抗菌性能更好的CaCu O,有利于为后期制备抗菌陶瓷提供基础。(3)选取HCCu-50铜类无机抗菌材料作为抗菌剂,并掺入低温基础透明釉中,在1200°C烧成温度下制备得到了具有持久抗菌的抗菌陶瓷。通过XPS结果分析可知,釉层中Cu元素存在两种化学价态,分别为0价和2价。抗菌测试、SEM、接触角仪、显微硬度计等结果表明,随着抗菌剂掺量的增加,显微硬度以及对水接触角呈现先减小后增加的趋势,抗菌性能、釉面气孔尺寸及数量呈现先增加后减小的趋势。综合上述实验结果,当抗菌剂掺量为2%时,实验获得的抗菌陶瓷综合性能最佳。此方法获得的抗菌陶瓷存放6个月后仍表现出优异的抗菌效果。

关键词：铜类无机抗菌材料有效抗菌物质持久抗菌抗菌陶瓷

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抗菌陶瓷的研究现状和发展趋势

佛山陶瓷 2022年第6期32卷 1-6页

作者：徐瑜钟保民金国庭林锦威佛山市东鹏陶瓷发展有限公司佛山528000

随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,人们的健康意识逐渐增强。2020年初,新冠肺炎疫情的突发和蔓延,加速了人们对抗菌陶瓷的需求。本文分别从无机抗菌材料种类及其抗菌机理、抗菌陶瓷的标准和检测方法及抗菌陶瓷的制备技... 详细信息

随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,人们的健康意识逐渐增强。2020年初,新冠肺炎疫情的突发和蔓延,加速了人们对抗菌陶瓷的需求。本文分别从无机抗菌材料种类及其抗菌机理、抗菌陶瓷的标准和检测方法及抗菌陶瓷的制备技术三个方面阐述抗菌陶瓷的研究现状,并探讨抗菌技术在陶瓷应用中存在的问题以及抗菌陶瓷的发展前景。

关键词：抗菌陶瓷抗菌性能抗菌机理制备技术

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抗菌陶瓷釉的制备及性能研究

广州化工 2022年第7期50卷 69-71页

作者：李瑞谢伟扬州工业职业技术学院化工学院江苏扬州225127

抗菌剂加入到陶瓷釉料后,陶瓷的工艺性能会发生很大的变化,本篇论文就以陶瓷为研究对象,对抗菌概念、类型进行了分析,制备了铕掺杂的抗菌陶瓷釉料,讨论了各个因素对抗菌性能的影响,寻找到最佳烧制曲线,发现随着抗菌剂用量的增多,扫描电... 详细信息

抗菌剂加入到陶瓷釉料后,陶瓷的工艺性能会发生很大的变化,本篇论文就以陶瓷为研究对象,对抗菌概念、类型进行了分析,制备了铕掺杂的抗菌陶瓷釉料,讨论了各个因素对抗菌性能的影响,寻找到最佳烧制曲线,发现随着抗菌剂用量的增多,扫描电镜显示陶瓷的表观形貌更加粗糙,因此抗菌剂的添加量一定要小于10%;添加8%的抗菌剂,能使陶瓷抗大肠杆菌的效果达到99.8%。

关键词：抗菌陶瓷性能研究铕掺杂制备工艺

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离子扩散型抗菌陶瓷中银离子的扩散(英文)

硅酸盐学报 2005年第10期33卷 1189-1192页

作者：蔡柏龄王平余振平张旭明福建省测试技术研究所福州350003

研究了离子扩散法制造抗菌陶瓷过程中Ag+在釉层中的扩散行为.用扫描电镜和电子探针分析了扩散过程中Ag的分布.用Fick定律分析扩散过程,提出用表层Ag+质量分数和表观扩散系数来描述实际的扩散过程.用余误差函数近似法确定扩散温度下不同... 详细信息

研究了离子扩散法制造抗菌陶瓷过程中Ag+在釉层中的扩散行为.用扫描电镜和电子探针分析了扩散过程中Ag的分布.用Fick定律分析扩散过程,提出用表层Ag+质量分数和表观扩散系数来描述实际的扩散过程.用余误差函数近似法确定扩散温度下不同成分釉层中Ag+的表观扩散系数.对于所研究的釉层,表观扩散系数为1.6×10-11～1.3×10-10 cm2/s.确定了上述2个参数与釉层成分、熔盐比例、扩散温度及扩散时间的关系.利用这些关系建立了优化制造条件的基础.

关键词：抗菌陶瓷银离子扩散行为表观扩散系数

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抗菌陶瓷

中国钼业 2001年第5期25卷 17-18页

作者：张文钲西北有色金属研究院陕西西安710016

叙述了含钼酸银抗菌陶瓷的研发进展及其应用前景

关键词：钼酸银抗菌陶瓷载银无机抗菌剂卫生陶瓷

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TiO_2光催化抗菌陶瓷的制备

功能材料 2009年第7期40卷 1166-1168,1171页

作者：陈前林吴建青王龙现贵州大学化学与化工学院贵州贵阳550003 华南理工大学材料学院广东广州510640

制备了SiO2-Zr3(PO4)4改性的TiO2粉体,将其添加到陶瓷釉料中,研制出了TiO2光催化抗菌陶瓷,分别就改性TiO2粉体的光催化活性和TiO2光催化抗菌陶瓷的光催化抗菌机理进行了研究。研究表明,37.2%Zr3(PO4)4和11.5%SiO2改性的TiO2粉体经1323K... 详细信息

制备了SiO2-Zr3(PO4)4改性的TiO2粉体,将其添加到陶瓷釉料中,研制出了TiO2光催化抗菌陶瓷,分别就改性TiO2粉体的光催化活性和TiO2光催化抗菌陶瓷的光催化抗菌机理进行了研究。研究表明,37.2%Zr3(PO4)4和11.5%SiO2改性的TiO2粉体经1323K处理后,仍具有较好的光催化活性,将其添加到陶瓷釉料中制备出的TiO2光催化抗菌陶瓷对大肠杆菌的抑菌率达98%。

关键词： TiO2 光催化抗菌陶瓷

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抗菌陶瓷的研究现状及展望

材料导报 2005年第9期19卷 47-49页

作者：程明明柴立元彭兵王建强中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

概述了抗菌陶瓷中使用的抗菌剂及其抗菌机理,以及国内外抗菌陶瓷的研究现状。介绍了目前普遍采用的一些评价抗菌性能的方法。就目前抗菌陶瓷发展中存在的问题提出了解决办法,并对抗菌陶瓷的发展进行了展望。

关键词：抗菌陶瓷抗菌剂抗菌性能评价

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抗菌陶瓷的研究与开发

中国陶瓷 2000年第2期36卷 10-12页

作者：张文钲孙国英西北有色金属研究院西安710016

叙述了近年来抗菌陶瓷 ,诸如载银抗菌陶瓷和光催化二氧化钛涂层抗菌陶瓷的研究与开发现状。

关键词：抗菌陶瓷银二氧化钛光催化

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抗菌陶瓷釉面砖的制备及其性能研究

中国陶瓷工业 2002年第1期9卷 1-4页

作者：马铁成刘敬肖高文元刘丽芳蔡英骥大连轻工业学院材料科学与工程系 116034

通过在釉中引入磷酸银抗菌剂 ,研制了低温两次快烧抗菌陶瓷釉面砖。用正交实验法优选出抗菌釉面砖的坯体配方、釉料配方及烧成温度制度 ,研究了Ag3PO4及烧成温度对抗菌效果及白度的影响 ,探讨了银挥发量和Ag+在釉层中的径向分布与烧成... 详细信息

通过在釉中引入磷酸银抗菌剂 ,研制了低温两次快烧抗菌陶瓷釉面砖。用正交实验法优选出抗菌釉面砖的坯体配方、釉料配方及烧成温度制度 ,研究了Ag3PO4及烧成温度对抗菌效果及白度的影响 ,探讨了银挥发量和Ag+在釉层中的径向分布与烧成温度的关系。结果表明 ,基釉中加入 2 %Ag3PO4及烧成温度为 10 5 0℃的抗菌釉面砖可获得较好的抗菌效果和釉面质量。

关键词：抗菌陶瓷釉面砖制备性能研究磷酸银挥发量