申请日2016.09.14
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号C02F1/72; C02F1/50; A01N59/06; A01P1/00; B01J21/10; C01F5/06; B82Y30/00; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁，其在{111}晶面表面具有暴露的氧缺陷位。作为抗菌剂，纳米氧化镁的颗粒粒径为10~50 nm。制备方法如下：(1) 将摩尔比为1.0:(0.5～1.5):(0.2～2.0)的六水合硝酸镁、盐酸二乙胺和尿素混合，得到混合物;(2)将步骤(1)中所得混合物加热，熔化、燃烧、冷却、研磨得固体产物即得纳米氧化镁。本发明制备的纳米氧化镁，具有吸附活化分子氧并直接产生活性氧物种的能力，在暗室环境下具有较好的氧化杀菌和降解活性。原料易得，地壳中镁元素含量丰富、价格低廉。本发明的合成方法工艺简单、耗时短，具有良好的产业化应用前景。
权利要求书
1.一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁，其特征在于在{111}晶面表面具有暴露的氧缺陷位。
2.根据权利要求1所述的具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁，颗粒粒径为10~50 nm。
3.一种如权利要求1所述的具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 将六水合硝酸镁、盐酸二乙胺和尿素混合，得到混合物A;
(2) 将步骤(1)中所得混合物A加热，控制温度150-300 ℃熔化至燃烧，完全燃烧后冷却、研磨即得所需材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中，六水合硝酸镁、盐酸二乙胺和尿素的摩尔比为1.0: (0.5~1.5): (0.2~2.0)。
说明书
一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种在暗室条件下具有氧化活性的杀菌和降解污水性能材料，特别是一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁及其制备方法，属于抗菌、水处理和纳米材料合成技术领域。
背景技术
随着社会和工业的不断发展，环境污染也随之加重，大量的有害细菌以及工业废水对人体健康造成严重的危害。为了减少和降低有害细菌的危害，人们常使用抗菌剂。目前，用于医院、幼儿园等场所的抗菌剂主要分为天然抗菌剂、无机抗菌剂和有机抗菌剂。与无机抗菌剂相比，有机抗菌剂和天然抗菌剂化学稳定性差，遇热、光或水等容易挥发或分解，难以实现长效杀菌。
无机抗菌剂主要包括：含金属离子的抗菌剂、光触媒型抗菌剂和金属氧化物抗菌剂等。金属离子抗菌剂中使用的金属离子通常为Ag+，易造成重金属污染，同时生产成本较高，不利于大规模工业化生产;光触媒型抗菌剂需要在光照条件下产生活性氧才具备杀菌活性。金属氧化物抗菌剂，如CaO，生产工艺简单且成本低廉，但与其它抗菌剂相比，其杀菌效果较弱。近年来，针对无机抗菌剂存在的问题及缺点，研究者们进行了大量的研究，并取得一定的成果。Gao等人(Acta Biomaterialia 9 (2013) 5100-5110)合成出了具有暗室杀菌作用的Ag/TiO2复合材料; Prasanna等人(Langmuir 31 (2015) 9155-9162)提出了表面缺陷态的纳米氧化锌可实现暗室杀菌。但是，以上研究存在产品价格较高或合成过程复杂等不足。为此，开发无需额外能量的兼具杀菌和污水处理性能的抗菌剂材料具有重要价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁及其制备方法。
本发明提供的暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁具有广阔的应用前景，例如：(1)可应用于医院、幼儿园等易感人群场所;(2)可负载于杀菌陶瓷餐具、茶具、卫生洁具和瓷砖等产品中，实现陶瓷产品保洁杀菌、清污除臭的效果;(3)在抗菌涂料、抗菌纤维等领域也将会有重要的应用。
本发明目所提供的纳米氧化镁具有吸附和活化分子氧并直接产生活性氧物种的能力，因而在暗室环境下不仅对革兰氏阴性大肠杆菌等细菌具有良好的氧化杀菌性能，且对偶氮染料甲基紫分子也具有降解能力。
本发明采用的技术方案如下：
本发明给出的一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁，在{111}晶面表面具有暴露的氧缺陷位。
本发明给出的一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁的颗粒粒径为10~50 nm。
一种具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将六水合硝酸镁、盐酸二乙胺和尿素混合，得到混合物A;
(2) 将步骤(1)中所得混合物A加热，控制温度150-300 ℃熔化至燃烧，完全燃烧后冷却、研磨即得所需材料。
本发明，步骤(1)中，六水合硝酸镁、盐酸二乙胺和尿素的摩尔比为1.0: (0.5~1.5): (0.2~2.0)。
本发明取得的有益效果是：
本发明合成的具有暗室杀菌和降解污水性能的纳米氧化镁具有吸附和活化分子氧并直接产生活性氧物种的能力，可以广泛应用于生物和环保等领域。
本发明通过简单快捷的溶液燃烧法，合成的纳米氧化镁在{111}晶面形成丰富的氧缺陷位，有利于具有氧化能力的超氧阴离子和单线态氧等活性物种的生成，实现暗室杀菌和污水处理的目的。镁元素在地壳中的含量丰富，原料易得，价格低廉;与其它合成方法相比，溶液燃烧法的合成工艺简单，产率高，对生产设备的要求低，有利于进行大规模工业化生产。
