一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610748657.5 | 申请日 | 2016-08-29 | 公开(公告)号 | CN106396400A | 公开(公告)日 | 2017-02-15 |
| 申请人 | 佛山市高明区明城镇新能源新材料产业技术创新中心; | 发明人 | 麦浩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤A，制备釉浆：按 质量 百分比计，将10~15% 氧 化锌、0.4~0.5% 碳 酸钡、0.3~0.4%滑石粉、58~65% 硼 砂、10~12%氧化 硅 、12~20%氧化硼及3~8%功能剂混合得混合粉末，加入氧化 铝 球磨球和蒸馏 水 ，球磨；再加入电气石和堇青石，继续球磨，控制浆料300~350目，制得釉浆；其中，所述电气石和堇青石分别占混合粉末质量的3~8%和1~5%；步骤B，浸渍釉浆，再一次烧成；步骤C， 喷涂 釉浆，再二次烧成得保健陶瓷。和现有陶瓷相比，本发明制造的陶瓷配料科学，制备合理，性能稳定，而且不含有铅镉等剧毒物质，同时还具有均匀的持久的 光谱 的抗菌特性以及 净化 空气功能，进一步拓宽了陶瓷的应用范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种抗菌负离子保健陶瓷的制备方法，其包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及了陶瓷技术领域，特别是涉及了一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法。 背景技术[0002] 细菌，霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大危害，影响人们的健康甚至危及生命，带来了重大的经济损失。因此抗菌材料及其制品的研究日益引起人们的关注，抗菌制品的需求将构成巨大的市场。 [0003] 在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭酸臭味，香烟等对人体有害的异味，用富含负离子的材料，其释放的空气负离子都能有效地加以消除，达到净化空气的目的，并对金葡萄球菌、大肠杆菌、念珠菌及霉菌等有很好的抑制作用。 [0005] 在现有墙砖等建筑装饰材料中，目前也鲜有报道关于均匀性较好的稳定的抗菌功能的陶瓷砖，若简单的添加抗菌剂，由于高温熔制工艺，使得抗菌稳定性减弱，甚至可能失去抗菌效果。现有的陶瓷材料一般是单一功能的产品，功能如抗菌、防静电、夜光、光致变色、净化空气等等，即一种产品不具备多项功能，这极大限制了其应用范围，虽然也有采用两种功能剂进行搭配，但效果仍不理想，还有待进一步提高。 发明内容[0006] 为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法。 [0007] 本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法，该制备方法包括以下步骤： 步骤A，制备釉浆：按质量百分比计，将10 15%氧化锌、0.4 0.5%碳酸钡、0.3 0.4%滑石~ ~ ~ 粉、58 65%硼砂、10 12%氧化硅、12 20%氧化硼及3 8%功能剂混合得混合粉末，加入含有氧~ ~ ~ ~ 化铝球磨球和蒸馏水的球磨罐中，将球磨罐固定于高速振动球磨机上，并进行转动和球磨； 再加入电气石和堇青石，继续转动和球磨，控制浆料300 350目，制得釉浆；其中，所述电气~ 石和堇青石分别占混合粉末质量的3 8%和1 5%； ~ ~ 步骤B，浸渍釉浆：对多孔陶瓷进行浸渍釉浆→抽真空→加压循环处理，至少循环1次； 然后进行300 500℃的一次烧结； ~ 步骤C，喷涂釉浆：采用喷釉的方式，将釉浆喷涂在烧结后的多孔陶瓷表面；然后进行 700 800℃的二次烧结，制得保健陶瓷。 ~ [0008] 其中，所述氧化铝球磨球与蒸馏水的质量比为1:2。 [0009] 在本发明中，所述功能剂可以通过如下方法制得：（1）称取0.3 1gC60粉末，量取80 100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸~ ~ 在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500 600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1 3g高~ ~ 锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反~ 应3 5h；快速加入100 150ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3 5天，得~ ~ ~ 石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100 150rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照30 60min，激~ ~ 光辐照功率为0.5 2W；备用； ~ （2）超声搅拌50 60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.001 0.01mol/L硝酸银水溶液；逐滴加~ ~ 入浓度为0.1 0.5mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2 3: ~ ~ 1），超声搅拌10 20min；逐滴加入0.5 1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离~ ~ 心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取1 3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于80 120ml水溶液中；逐滴加入浓度为0.005~ ~ ~ 0.05mol/L硝酸铈水溶液，30 60min后逐滴加入浓度为0.005 0.05mol/L硝酸锌水溶液，~ ~ GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.1~0.2:0.2~0.4；继续超声搅拌，调节混合溶液PH值至7.0；边超声搅拌，边加入4 8mL质量分数为50%的水合肼，在30~ ~ 40℃下还原反应0.5 1h；之后，再加入40 50mL质量分数为50%的水合肼，在85℃下还原反应~ ~ 30~48h后；过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce； （4）将0.1~0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:1~3），调节pH值为9 10，反应温度为20 25℃，反应30 60min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗~ ~ ~ 获得沉淀；将该沉淀在80~90℃下干燥2~4h，以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2；将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行500~800℃热处理1~2h，冷却至室温后，浸没在氢氟酸中以超声功率100 150W进行超声10 15min，去除表面局部二氧化硅，离心并干燥，获得~ ~ GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2； （5）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:1~5；10~100W超声60 120min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压~ 循环3 8次（抽真空时间为20 30min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90~ ~ ~ ℃，加压至0.3~0.6Mpa，保压20~30min），得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉； （6）取抗菌粉和负离子复合物分散于100 200ml超纯水中，超声搅拌2 3h获得均匀和稳~ ~ 定的分散液，其中抗菌粉和负离子复合物的重量比为3 8:1 5；将具有碳纳米管网状膜的基~ ~ 板置于约8℃时，将分散液加入内凹形状的基板中，同时，来回滚动滚轮，使该分散液均匀分散于该碳纳米管网状膜中，由于碳纳米管在8℃附近时具有亲水性，该分散液被吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞；升温至约25℃，碳纳米管具有疏水性并将大部分水分子赶走留下吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞中抗菌粉和负离子复合物；去掉水分，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3 5次（抽真空时间为20 30min；加热加压为通入高温高压气~ ~ 体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.3 0.6Mpa，保压20 30min），然后将吸附有抗菌粉和~ ~ ~ 负离子复合物的碳纳米管网状膜刮离该基板，获得抗菌-负离子功能剂。 [0010] 在本发明中，所述功能剂还可以通过如下方法制得：（1）称取0.3 1gC60粉末，量取80 100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸~ ~ 在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500 600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1 3g高~ ~ 锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反~ 应3 5h；快速加入100 150ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3 5天，得~ ~ ~ 石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100 150rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照30 60min，激~ ~ 光辐照功率为0.5 2W；备用； ~ （2）超声搅拌50 60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.001 0.01mol/L硝酸银水溶液；逐滴加~ ~ 入浓度为0.1 0.5mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2 3: ~ ~ 1），超声搅拌10 20min；逐滴加入0.5 1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离~ ~ 心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取1 3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中；逐滴加入浓度为0.05 0.5g/100mlZnO~ ~ 量子点水溶液，超声功率搅拌速度各减半；60 90min后，静置，过滤，用去离子水洗涤数次，~ 真空干燥，得GQDs/Ag2O/ZnO； （4）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:1 5；10 100W超声60 120min，静置，~ ~ ~ 去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3 8次（抽真空时间~ 为20 30min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.3 0.6Mpa，~ ~ ~ 保压20~30min），得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉； （5）取抗菌粉和负离子复合物分散于100 200ml超纯水中，超声搅拌2 3h获得均匀和稳~ ~ 定的分散液，其中抗菌粉和负离子复合物的重量比为3 8:1 5；将具有碳纳米管网状膜的基~ ~ 板置于约8℃时，将分散液加入内凹形状的基板中，同时，来回滚动滚轮，使该分散液均匀分散于该碳纳米管网状膜中，由于碳纳米管在8℃附近时具有亲水性，该分散液被吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞；升温至约25℃，碳纳米管具有疏水性并将大部分水分子赶走留下吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞中抗菌粉和负离子复合物；去掉水分，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3 5次（抽真空时间为20 30min；加热加压为通入高温高压气~ ~ 体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.3 0.6Mpa，保压20 30min），然后将吸附有抗菌粉和~ ~ ~ 负离子复合物的碳纳米管网状膜刮离该基板，获得抗菌-负离子功能剂。 [0011] 其中，所述三维海绵状石墨烯制备方法如下：将3g 石墨粉，1g NaNO3在冰水浴中与250ml 98%浓硫酸混合均匀，缓慢加入6g KMnO4。然后升温至在35℃，搅拌40min 后，加入95ml 去离子水，升温至98℃反应20min；再加入270ml 水稀释，并用5ml 30％ H2O2中和多余KMnO4，混合溶液的颜色为棕黄色，趁热过滤，用去离子水反复洗涤至中性，超声分散得到GO；取200ml 质量分数为5mg/ml的氧化石墨烯溶液倒入直径25cm，高2cm的圆盘状反应皿中，加入抗坏血酸(VC)0.5g搅拌使其充分混合；然后密闭反应皿并置于80℃水热反应15h，反应皿中的氧化石墨烯自发收缩交联成三维海绵结构，冷冻干燥，得到柔性的三维海绵状石墨烯。 [0012] 在本发明中，所述负离子复合物制备方法如下：取1 10g负离子粉分散于100~ ~200ml超纯水中，水浴超声1 2h获得均匀和稳定的分散液；加入1 3g多孔碳，超声搅拌（100~ ~ ~ 200W、100 300rpm）1 2h，让纳米材料充分进入多孔碳孔隙中，多次抽滤清洗，置于密闭空间~ ~ 内，进行抽真空→加热加压循环3 8次（抽真空时间为20 30min；加热加压为通入高温高压~ ~ 气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.3 0.6Mpa，保压20 30min），得负离子复合物。 ~ ~ ~ [0013] 其中，负离子粉制备方法如下：将5 10%珊瑚化石、10 15%电气石、20 30%蛋白石、1~ ~ ~3%蛇纹石、5 10%麦饭石、3 5%奇冰石、3 5%北投石、1 5%医王石、5 10%贝壳、10 15%硅藻~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 土、1 3%三氧化二铁、1 3%三氧化二铝、3 8%氧化锆和1 4%磷酸锆混合均匀，加入碾磨设备~ ~ ~ ~ 中进行超细粉碎，直至颗粒直径分布在50 80nm，过筛，干燥，即可制得负离子粉。 ~ [0014] 本发明具有如下有益效果：和现有陶瓷相比，本发明制造的陶瓷配料科学，制备合理，性能稳定，而且不含有铅镉等剧毒物质，同时通过抗菌粉和负离子复合物的协同作用使其还具有均匀的持久的光谱的抗菌特性以及净化空气功能，进一步拓宽了陶瓷的应用范围。 [0015] 本方法在三维石墨烯上负载并固定抗菌剂，不仅防止其团聚，显著提高金属纳米粒子等抗菌剂的稳定性，使其能更好分散在低温熔块及釉浆中，且具有更长效的抗菌活性以及银离子不会溢出氧化变色；同时复合了多种抗菌剂的抗菌性能，相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果，抗菌持久，而且均匀分散性更好；负离子复合物可高效不间断的释放负离子，在有光或无光条件下均能不间断释放负离子，有效净化空气，分解甲醛等有机气体，提高室内空气质量，还具有抗菌的作用，有益于人体健康。 [0016] 本发明通过合理搭配抗菌粉、负离子复合物，以及分别吸附在多层网状的碳纳米管上，可进一步提高功能剂在陶瓷中的分散均匀性和功能稳定性。 具体实施方式[0017] 下面通过具体的优选实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 [0018] 实施例1一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法，该制备方法包括如下步骤： 步骤A，制备釉浆：按质量百分比计，将10.2%氧化锌、0.4%碳酸钡、0.4%滑石粉、58%硼砂、10%氧化硅、18%氧化硼及3%功能剂混合得混合粉末，加入含有氧化铝球磨球和蒸馏水的球磨罐中，将球磨罐固定于GM-3B高速振动球磨机上，并进行转动和球磨30min；再加入电气石和堇青石，继续转动和球磨50min，控制浆料300 350目，制得釉浆；其中，所述电气石和堇~ 青石分别占混合粉末质量的3%和5%；所述氧化铝球磨球与蒸馏水的质量比为1:2； 步骤B，浸渍釉浆：对多孔陶瓷进行浸渍釉浆→抽真空→加压循环处理（具体为：浸渍在步骤A制得的釉浆中10min，取出，对浸渍后的多孔陶瓷进行抽真空→加压处理，抽真空真空度为-0.02Mpa，保压5min；加压至0.3Mpa，保压10min），循环7次；然后进行300 500℃的一次~ 烧结； 步骤C，喷涂釉浆：采用喷釉的方式，将釉浆喷涂在烧结后的多孔陶瓷表面，喷釉时多孔陶瓷表面温度控制在75±2℃，施釉的重量每600mm×600mm 的砖坯喷涂160g；然后进行700 800℃的二次烧结，制得保健陶瓷。 ~ [0019] 其中，所述功能剂通过如下方法制得：（1）称取0.6gC60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反应4h；快速加~ 入120ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照40min，激光辐照功率为1W；备用； （2）超声搅拌60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.001mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为 0.1mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1），超声搅拌 20min；逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取1gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于100ml水溶液中；逐滴加入浓度为0.05mol/L硝酸铈水溶液，30min后逐滴加入浓度为0.005mol/L硝酸锌水溶液，GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.1:0.4；继续超声搅拌，调节混合溶液PH值至7.0；边超声搅拌，边加入6mL质量分数为50%的水合肼，在30℃下还原反应0.5h；之后，再加入45mL质量分数为50%的水合肼，在85℃下还原反应36h后；过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce； （4）将0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:2），调节pH值为9~ 10，反应温度为20 25℃，反应30min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将~ 该沉淀在90℃下干燥3h，以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2；将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行600℃热处理1h，冷却至室温后，浸没在氢氟酸中以超声功率100W进行超声10min，去除表面局部二氧化硅，离心并干燥，获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2； （5）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:5；50W超声 100min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3次（抽真空时间为25min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至~ 0.5Mpa，保压30min），得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉； （6）制备负离子复合物：将8%珊瑚化石、12%电气石、25%蛋白石、2%蛇纹石、7%麦饭石、4%奇冰石、4%北投石、3%医王石、8%贝壳、12%硅藻土、2%三氧化二铁、2%三氧化二铝、8%氧化锆和3%磷酸锆混合均匀，加入碾磨设备中进行超细粉碎，直至颗粒直径分布在50 80nm，过筛，~ 干燥，即可制得负离子粉；取5g负离子粉分散于150ml超纯水中，水浴超声2h获得均匀和稳定的分散液；加入1g多孔碳，超声搅拌（150W、200rpm）2h，让纳米材料充分进入多孔碳孔隙中，多次抽滤清洗，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环5次（抽真空时间为20min； 加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），得负离子复合物； （7）取抗菌粉和负离子复合物分散于150ml超纯水中，超声搅拌2h获得均匀和稳定的分散液，其中抗菌粉和负离子复合物的重量比为3:5；将具有碳纳米管网状膜的基板置于约8℃时，将分散液加入内凹形状的基板中，同时，来回滚动滚轮，使该分散液均匀分散于该碳纳米管网状膜中，由于碳纳米管在8℃附近时具有亲水性，该分散液被吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞；升温至约25℃，碳纳米管具有疏水性并将大部分水分子赶走留下吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞中抗菌粉和负离子复合物；去掉水分，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环4次（抽真空时间为30min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），然后将吸附有抗菌粉和负离子复合物的碳纳米管~ 网状膜刮离该基板，获得抗菌-负离子功能剂。 [0020] 实施例2一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法，该制备方法包括如下步骤： 步骤A，制备釉浆：按质量百分比计，将10%氧化锌、0.45%碳酸钡、0.35%滑石粉、60%硼砂、11%氧化硅、13.2%氧化硼及5%功能剂混合得混合粉末，加入含有氧化铝球磨球和蒸馏水的球磨罐中，将球磨罐固定于GM-3B高速振动球磨机上，并进行转动和球磨30min；再加入电气石和堇青石，继续转动和球磨50min，控制浆料300 350目，制得釉浆；其中，所述电气石和~ 堇青石分别占混合粉末质量的5%和3%；所述氧化铝球磨球与蒸馏水的质量比为1:2； 步骤B，浸渍釉浆：对多孔陶瓷进行浸渍釉浆→抽真空→加压循环处理（具体为：浸渍在步骤A制得的釉浆中10min，取出，对浸渍后的多孔陶瓷进行抽真空→加压处理，抽真空真空度为-0.02Mpa，保压5min；加压至0.3Mpa，保压10min），循环5次；然后进行300 500℃的一次~ 烧结； 步骤C，喷涂釉浆：采用喷釉的方式，将釉浆喷涂在烧结后的多孔陶瓷表面，喷釉时多孔陶瓷表面温度控制在75±2℃，施釉的重量每600mm×600mm 的砖坯喷涂160g；然后进行700 800℃的二次烧结，制得保健陶瓷。 ~ [0021] 其中，所述功能剂通过如下方法制得：（1）称取0.6gC60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反应4h；快速加~ 入120ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照40min，激光辐照功率为1W；备用； （2）超声搅拌60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.005mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为 0.2mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1），超声搅拌 20min；逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取2gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于100ml水溶液中；逐滴加入浓度为0.03mol/L硝酸铈水溶液，30min后逐滴加入浓度为0.03mol/L硝酸锌水溶液，GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.2:0.3；继续超声搅拌，调节混合溶液PH值至7.0；边超声搅拌，边加入6mL质量分数为50%的水合肼，在30℃下还原反应0.5h；之后，再加入45mL质量分数为50%的水合肼，在85℃下还原反应36h后；过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce； （4）将0.3gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:2），调节pH值为9~ 10，反应温度为20 25℃，反应45min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将~ 该沉淀在90℃下干燥3h，以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2；将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行600℃热处理1h，冷却至室温后，浸没在氢氟酸中以超声功率100W进行超声12min，去除表面局部二氧化硅，离心并干燥，获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2； （5）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:3；50W超声 100min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环5次（抽真空时间为25min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至~ 0.5Mpa，保压30min），得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉； （6）制备负离子复合物：将8%珊瑚化石、12%电气石、25%蛋白石、2%蛇纹石、7%麦饭石、4%奇冰石、4%北投石、3%医王石、8%贝壳、12%硅藻土、2%三氧化二铁、2%三氧化二铝、8%氧化锆和3%磷酸锆混合均匀，加入碾磨设备中进行超细粉碎，直至颗粒直径分布在50 80nm，过筛，~ 干燥，即可制得负离子粉；取5g负离子粉分散于150ml超纯水中，水浴超声2h获得均匀和稳定的分散液；加入1g多孔碳，超声搅拌（150W、200rpm）2h，让纳米材料充分进入多孔碳孔隙中，多次抽滤清洗，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环5次（抽真空时间为20min； 加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），得负离子复合物； （7）取抗菌粉和负离子复合物分散于150ml超纯水中，超声搅拌2h获得均匀和稳定的分散液，其中抗菌粉和负离子复合物的重量比为8:3；将具有碳纳米管网状膜的基板置于约8℃时，将分散液加入内凹形状的基板中，同时，来回滚动滚轮，使该分散液均匀分散于该碳纳米管网状膜中，由于碳纳米管在8℃附近时具有亲水性，该分散液被吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞；升温至约25℃，碳纳米管具有疏水性并将大部分水分子赶走留下吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞中抗菌粉和负离子复合物；去掉水分，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环4次（抽真空时间为30min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），然后将吸附有抗菌粉和负离子复合物的碳纳米管~ 网状膜刮离该基板，获得抗菌-负离子功能剂。 [0022] 实施例3一种抗菌负离子保健陶瓷及其制备方法，该制备方法包括如下步骤： 步骤A，制备釉浆：按质量百分比计，将10%氧化锌、0.5%碳酸钡、0.3%滑石粉、59.2%硼砂、10%氧化硅、12%氧化硼及8%功能剂混合得混合粉末，加入含有氧化铝球磨球和蒸馏水的球磨罐中，将球磨罐固定于GM-3B高速振动球磨机上，并进行转动和球磨30min；再加入电气石和堇青石，继续转动和球磨50min，控制浆料300 350目，制得釉浆；其中，所述电气石和堇~ 青石分别占混合粉末质量的8%和1%；所述氧化铝球磨球与蒸馏水的质量比为1:2； 步骤B，浸渍釉浆：对多孔陶瓷进行浸渍釉浆→抽真空→加压循环处理（具体为：浸渍在步骤A制得的釉浆中10min，取出，对浸渍后的多孔陶瓷进行抽真空→加压处理，抽真空真空度为-0.02Mpa，保压5min；加压至0.3Mpa，保压10min），循环1次；然后进行300 500℃的一次~ 烧结； 步骤C，喷涂釉浆：采用喷釉的方式，将釉浆喷涂在烧结后的多孔陶瓷表面，喷釉时多孔陶瓷表面温度控制在75±2℃，施釉的重量每600mm×600mm 的砖坯喷涂160g；然后进行700 800℃的二次烧结，制得保健陶瓷。 ~ [0023] 其中，所述功能剂通过如下方法制得：（1）称取0.6gC60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反应4h；快速加~ 入120ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照40min，激光辐照功率为1W；备用； （2）超声搅拌60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.01mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为 0.5mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1），超声搅拌 20min；逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于100ml水溶液中；逐滴加入浓度为0.005mol/L硝酸铈水溶液，30min后逐滴加入浓度为0.05mol/L硝酸锌水溶液，GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.2:0.4；继续超声搅拌，调节混合溶液PH值至7.0；边超声搅拌，边加入6mL质量分数为50%的水合肼，在30℃下还原反应0.5h；之后，再加入45mL质量分数为50%的水合肼，在85℃下还原反应36h后；过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce； （4）将0.1gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的质量比为3:2），调节pH值为9~ 10，反应温度为20 25℃，反应60min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将~ 该沉淀在90℃下干燥3h，以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2；将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行600℃热处理1h，冷却至室温后，浸没在氢氟酸中以超声功率100W进行超声15min，去除表面局部二氧化硅，离心并干燥，获得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2； （5）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:1；50W超声 100min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环8次（抽真空时间为25min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至~ 0.5Mpa，保压30min），得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉； （6）制备负离子复合物：将8%珊瑚化石、12%电气石、25%蛋白石、2%蛇纹石、7%麦饭石、4%奇冰石、4%北投石、3%医王石、8%贝壳、12%硅藻土、2%三氧化二铁、2%三氧化二铝、8%氧化锆和3%磷酸锆混合均匀，加入碾磨设备中进行超细粉碎，直至颗粒直径分布在50 80nm，过筛，~ 干燥，即可制得负离子粉；取5g负离子粉分散于150ml超纯水中，水浴超声2h获得均匀和稳定的分散液；加入1g多孔碳，超声搅拌（150W、200rpm）2h，让纳米材料充分进入多孔碳孔隙中，多次抽滤清洗，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环5次（抽真空时间为20min； 加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），得负离子复合物； （7）取抗菌粉和负离子复合物分散于150ml超纯水中，超声搅拌2h获得均匀和稳定的分散液，其中抗菌粉和负离子复合物的重量比为5:1；将具有碳纳米管网状膜的基板置于约8℃时，将分散液加入内凹形状的基板中，同时，来回滚动滚轮，使该分散液均匀分散于该碳纳米管网状膜中，由于碳纳米管在8℃附近时具有亲水性，该分散液被吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞；升温至约25℃，碳纳米管具有疏水性并将大部分水分子赶走留下吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞中抗菌粉和负离子复合物；去掉水分，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环4次（抽真空时间为30min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），然后将吸附有抗菌粉和负离子复合物的碳纳米管~ 网状膜刮离该基板，获得抗菌-负离子功能剂。 [0024] 实施例4基于实施例1的制备方法，其不同之处仅在于：所述抗菌粉通过如下方法制得： （1）称取0.6gC60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反应4h；快速加~ 入120ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照40min，激光辐照功率为1W；备用； （2）超声搅拌60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.001mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为 0.1mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1），超声搅拌 20min；逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取1gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中；逐滴加入浓度为0.5g/100mlZnO量子点水溶液，超声功率搅拌速度各减半；60min后，静置，过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/ZnO； （4）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:5；50W超声100min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3次（抽真空时间为25min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），得GQDs/~ Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉。 [0025] 实施例5基于实施例2的制备方法，其不同之处仅在于：所述抗菌粉通过如下方法制得： （1）称取0.6gC60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反应4h；快速加~ 入120ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照40min，激光辐照功率为1W；备用； （2）超声搅拌60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.005mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为 0.2mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1），超声搅拌 20min；逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取2gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中；逐滴加入浓度为0.2g/100mlZnO量子点水溶液，超声功率搅拌速度各减半；80min后，静置，过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/ZnO； （4）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:3；50W超声100min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环5次（抽真空时间为25min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），得GQDs/~ Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉。 [0026] 实施例6基于实施例3的制备方法，其不同之处仅在于：所述抗菌粉通过如下方法制得： （1）称取0.6gC60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30 40℃，反应4h；快速加~ 入120ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析4天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照40min，激光辐照功率为1W；备用； （2）超声搅拌60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.01mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为 0.5mol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸二氢铵溶液与硝酸银水溶液体积比为2:1），超声搅拌 20min；逐滴加入1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O； （3）取3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于水溶液中；逐滴加入浓度为0.05g/100mlZnO量子点水溶液，超声功率搅拌速度各减半；90min后，静置，过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/ZnO； （4）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/ZnO的重量比为1:1；50W超声100min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环8次（抽真空时间为25min；加热加压为通入高温高压气体，气体加热温度为80 90℃，加压至0.5Mpa，保压30min），得GQDs/~ Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉。 [0027] 对比例1基于实施例1的制备方法，其不同之处仅在于：所述抗菌粉为金属抗菌剂；所述负离子复合物由8%珊瑚化石、12%电气石、25%蛋白石、2%蛇纹石、7%麦饭石、4%奇冰石、4%北投石、3%医王石、8%贝壳、12%硅藻土、2%三氧化二铁、2%三氧化二铝、8%氧化锆和3%磷酸锆混合而得。 [0028] 对比例2基于实施例4的制备方法，其不同之处仅在于：所述抗菌粉为氧化锌抗菌剂；不填加负离子复合物。 [0029] 对实施例1 6、对比例1 2得到的陶瓷砖进行抗菌性能测试，测试结果如下：~ ~ 灭菌率：取 105个/ml 的大肠杆菌0.1ml，均匀涂布于陶瓷砖上，在室内放置2h，然后将菌液用无菌水洗脱至培养基中，37℃下培养24h，然后检测菌数，计算灭菌率。 [0030] 磨损测试：选用莫氏硬度为3～4的磨料，在陶瓷砖上摩擦1000次来模仿铺贴使用2年后的效果，测试其灭菌率。 [0031] 热稳定性测试：将陶瓷砖置于电炉中，自室温升到200℃，保温20min，迅速投入25℃水中，10min后取出擦干，测试其灭菌率。 [0032] 灭菌均匀性评价：在同一陶瓷材料上选取100个区域进行灭菌测试，对测得的数据进行均匀度分析，通过均匀度=100*(1-标准偏差/平均值)。当均匀度大于97%，则标记为▲；当均匀度大于90%且小于97%，则标记为☆；当均匀度低于90%，则标记为╳。 [0033] 负离子释放量：采用日本产COM-3010PRO型离子探测器测试负离子释放量，将该样品放置于1m3的测试箱(长、宽、高均为1m)中，测得空气中空气负离子浓度（初始及24h）；采用汉王M1型霾表测试，测试箱内PM2.5浓度（1h及24h）；在测试箱内滴加0.1mg甲醛(甲醛浓度0.1mg/m3)，24h后测得甲醛浓度。 [0035] 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。 |
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