《氧化锌晶须抗》PPT课件

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1、第五章：氧化鋅晶須抗菌材料5.1概述抗菌劑主要有無机、有机和天然三大類，有机抗菌劑由于二次污染和短效性而難以推廣。無机抗菌劑主要以銀、鋅和銅離子為主，其中以銀粒子的抗菌效果最好，但銀離子存在易變色和成本高，難以解決的問題。近年來，納米抗菌劑成為了新型抗菌劑的開發熱點，其中具有代表性的有納米粉体抗菌劑、納米二氧化鈦光觸媒抗菌劑以及納米微粒載銀抗菌劑等。5.1概述但納米粉体抗菌劑和鈦系光觸媒抗菌劑分別存在著分散性差、暗處(無紫外線)無抗菌作用等問題。最近在這方面工作的重點包括使納米二氧化鈦、納米氧化鋅光催化的波長紅移，旨在開發可見光催化的抗菌劑但尚未取得實質進展和應用。日本松下公司

2、專利報道用四針狀氧化鋅晶須(Tetrapod-shapedZincOxideWhisker)，簡寫為(T-ZnoW)和銀鹽復合，制備了具有优异抗菌效果的無机抗菌劑并在不同材料環境中，獲得應用。5.1概述針狀氧化鋅晶須的制備方法，并以經過，特殊控制制備的氧化鋅晶須為主要活性成分。配以納米材料和催化劑作為輔助添加劑.製備了一种新型復合抗菌材料。該抗菌劑克服了一般銀系無机抗菌劑易變色的缺點，又不同于光催化納米抗菌材料。5.2氧化鋅晶須的特點晶須(whisker)是在人工控制條件下以單晶結構形式生成的尺寸細小的短纖維，因其直徑極小，故晶体中缺陷少，強度接近材料原子間鍵合力的理論值，一般

3、達到104MPa以上。氧化鋅晶須是一种可以生長成四針狀結搆的微單晶纖維，四根針從同一中心向三維空問展開，每根針的根部直徑1-10μm(可調)針狀体長度5-300μm(可調)，如圖5-1所示。氧化鋅晶須的特點同一般一維晶須相比，該晶須表現出多种獨特功能和用途，如：廣譜抗菌和防藻性能。可調的半導体和抗靜電特性能、壓電特性。耐高溫性能、吸波与電磁波防護功能、耐磨防滑性能以及各向同性增強特性等。氧化鋅晶須的主要結搆和性能特點特有的空間立体四針狀結構，四根針從同一中心發出，向空間三維方向展開。具有廣譜抗菌和防藻功能。具有極高的力學強度和模量。田於具有完整的結晶結構，晶須本身的拉伸強度高于

4、104Mpa，比碳纖維還高得多，模量達到(3.5-4.2)×105MPa，這是單晶体所特有的高強度和高模量。白色。氧化鋅晶須宏觀為白色粉体本身沒有發色性，不會由于該晶須的加入而改變復合材料及其制品的顏色。.晶須的主要結搆和性能特點5.耐高溫性能。該晶須在1700。C以下不發生任何變化，到1720。C開始升華。6.壓電和抗靜電性能。7.良好的半導体特性，針狀体的体積電阻率為7.l40Ω.cm，粉体宏觀電阻可以在2×103-8×10Ω之間調整和控制。這些特性全部或部分組合在一起，對材料和制品的綜合性能有很大的提高，并賦予材料一些特殊功能，如高分子材料抗靜電、抗菌防藻、耐磨、防滑、減

5、振、降噪、微波吸收，陶瓷抗碎裂及各向同性增強等。氧化鋅晶須的制備方法作為一种新型多功能材料，其制備主要有以下几种方法。(l)第一种方法是先將鋅粉預氧化使表面覆蓋有氧化膜，再對這种帶有氧化膜的鋅粉在1000。C左右加熱約1hr，制成四針狀氧化鋅晶須，產率可達原料的60%以上。這是一种靜態生長法，其制備裝置如圖5-2所示氧化鋅晶須的制備方法(2)第二种方法是在惰性氣体保護下將具有氧化膜的鋅粉加熱至沸點以上，然后以惰性氣体為載氣，將鋅蒸氣引入含氧氣体中，使鋅和氧氣在氣相接觸生成四針狀氧化鋅晶須，反應溫度一般在800-1000。C，產率可達85%左右’。該方法可實現、連續化生產，其技術

6、工藝裝置如圖5-3所示。氧化鋅晶須的制備方法(3)第三种方法是液相反應，將Zn2+与NH4+、CO32-或(HCO3-)及H2O按一定比例混合，在特定的條件下生成ZnCO3，然后加熱至設定溫度，ZnCO3則慢慢分解生成氧化鋅晶須。其結構与前二种方法所得產品有差異，且產率較低。氧化鋅晶須的制備方法上述第一种方法產品純度較高，可達6O%-80%，但生產周期長，氧化膜控制較難、能源消耗大;第二种方法需要消耗大量惰性氣体，生產成本較高;第三种方法盡管反應易于控制，但其產率低，產品結構不均勻。5.4.氧化鋅晶須一銀離子複合抗菌劑日本松下電器株式會社的村澤浩一郎等以T-ZnOW和硅、磷酸鈣

7、、氧化鈦等多孔材料銀離子体系複合，制備了具有、优異抗菌性能的T-ZnOW-載銀複合抗菌劑，表5-3列出了該複合抗菌劑的抗菌效果及其与純載銀体系、普通氧化鋅粉一載銀複合体系的比較。5.4.2.氧化鋅晶鬚一納米複合催化抗菌劑T-Znow雖然對金黃色葡萄球菌、大腸杆菌、沙門氏菌、白色念珠球菌等常見有害細菌，真菌，霉菌甚至藻類等微生物，有較好的抑制和殺滅作用，但其抗菌后效果恢復需要有一定時間。實驗發現，T-ZnOW与少量納米氧化鋅(n-ZnO)和納米氧化鈦(n-TIO2)複合后的抗菌劑不僅具有良好的