纳米氧化铜材料的合成与表征(纳米氧化铜的制备方法)

导语：改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料及其制备方法

PART 1、背景技术

本发明涉及保鲜盒材料，具体地，涉及改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料及其制备方法。

保鲜盒盖是保鲜盒重要的组成构件，其不仅决定了保鲜盒的密封性能，同时还直接影响保鲜盒的保鲜性能。目前，保鲜盒盖主要为高分子制得，基本能够满足市场需求，但是在使用过程中，往往会发现保鲜盒盖的拐角处容易滋生细菌，若清洗不及时或者不彻底则会导致保鲜盒盖以及配置的密封圈上形成黑色的斑点，由此一方面影响了保鲜盒盖的外观进而影响食欲，另一方面加速了食物的腐败不利于身体健康。

PART 2、发明内容

本发明的目的是提供一种改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料及其制备方法，该改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料具有优异的抗菌性能，同时该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料的制备方法，包括：

1)将可溶性锆盐、可溶性磷酸盐、纳米铜、水和乙醇进行混合，然后进行水热反应以制得掺杂磷酸锆；

2)将纳米氧化铜、十六烷基三甲基溴化铵与掺杂磷酸锆进行球磨以制得改性掺杂磷酸锆；

3)将ABS(丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物)、聚乙烯酸、轻质氧化铝、丙二酸二乙酯、马来酸二丁基锡、硬脂酸钙、硫化钠和改性掺杂磷酸锆进行混炼、成型以制得改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料。

本发明还提供了一种改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料，该改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料通过上述的制备方法制备而得。

在上述技术方案中，本发明首先通过水热反应制得纳米铜掺杂的磷酸锆，接着通过球磨的方式将纳米氧化铜负载于多孔的掺杂磷酸锆上制得改性掺杂磷酸锆，进而使得该改性掺杂磷酸锆能够在保鲜盒材料中起到抗菌的作用。另外，该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

PART 3、具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料的制备方法，包括

1)将可溶性锆盐、可溶性磷酸盐、纳米铜、水和乙醇进行混合，然后进行水热反应以制得掺杂磷酸锆；

2)将纳米氧化铜、十六烷基三甲基溴化铵与掺杂磷酸锆进行球磨以制得改性掺杂磷酸锆；

在上述制备方法的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤1)中，可溶性锆盐、可溶性磷酸盐、纳米铜、水和乙醇的用量比为1mmol：2-3mmol：0 .1-0 .3mmol：10-15mL：5-10mL。

在上述制备方法的步骤1)中，可溶性锆盐、可溶性磷酸盐的种类以及纳米铜的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤1)中，可溶性锆盐为硝酸锆和/或氯化锆，可溶性磷酸盐为磷酸钠和/或磷酸钾，纳米铜的粒径为2-10nm。

在上述制备方法的步骤1)中，水热反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤1)中，水热反应至少满足以条件：于密闭环境中进行，反应温度为250-300℃，反应时间为10-18h。

在上述制备方法的步骤2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤2)中，纳米氧化铜、十六烷基三甲基溴化铵与掺杂磷酸锆的用量比为0 .16-0 .20mmol：15-20mL：1mmol。

在上述制备方法的步骤2)中，球磨的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤2)中，球磨至少满足以下条件：大球与小球的个数比为2：1 .5-2，磨球与物料的质量比为10：1-1 .8，转速为800-1000rpm，球磨时间为40-60min。

在上述制备方法的步骤2)中，纳米氧化铜的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤2)中，纳米氧化铜的粒径为10-20nm。[0022] 上述制备方法的步骤3)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤3)中，ABS、聚乙烯酸、轻质氧化铝、丙二酸二乙酯、马来酸二丁基锡、硬脂酸钙、硫化钠、改性掺杂磷酸锆的重量比为100：38-44：18-24：50-64：1-3：8-14：8-10：11-18。

述制备方法的步骤3)中，混炼以及成型的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的保鲜盒材料的抗菌性能，优选地，在步骤3)中，混炼至少满足以下条件：混炼温度为200-215℃，混炼时间为4-6h；成型采用挤出成型的方式进行。

本发明还提供了一种改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料，该改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料通过上述的制备方法制备而得。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

1)将可溶性锆盐(硝酸锆)、可溶性磷酸盐(磷酸钠)、纳米铜(粒径为8nm)、水和乙醇按照1mmol：2 .5mmol：0 .2mmol：13mL：8mL的用量比进行混合，然后于280℃下水热反应15h以制得掺杂磷酸锆；

2)将纳米氧化铜 (粒径为1 5nm)、十六烷基三甲基溴化铵与掺杂磷酸锆按照0 .18mmol：18mL：1mmol的用量比进行球磨(大球与小球的个数比为2：1 .8，磨球与物料的质量比为10：1 .5，转速为900rpm，球磨时间为50min)以制得改性掺杂磷酸锆；

3)将ABS、聚乙烯酸、轻质氧化铝、丙二酸二乙酯、马来酸二丁基锡、硬脂酸钙、硫化钠和改性掺杂磷酸锆按照100：40：22：55：2：12：9：15的重量比于210℃下混炼5h、成型以制得改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料A1。

实施例2

1)将可溶性锆盐(氯化锆)、可溶性磷酸盐(磷酸钾)、纳米铜(粒径为2nm)、水和乙醇按照1mmol：2mmol：0 .1mmol：10mL：5mL的用量比进行混合，然后于250℃下水热反应10h以制得掺杂磷酸锆；[0032] 2)将纳米氧化铜 (粒径为1 0nm)、十六烷基三甲基溴化铵与掺杂磷酸锆按照0 .16mmol：15mL：1mmol的用量比进行球磨(大球与小球的个数比为2：1 .5，磨球与物料的质量比为10：1，转速为800rpm，球磨时间为40min)以制得改性掺杂磷酸锆；

3)将ABS、聚乙烯酸、轻质氧化铝、丙二酸二乙酯、马来酸二丁基锡、硬脂酸钙、硫化钠和改性掺杂磷酸锆按照100：38：18：50：1：8：8：11的重量比于200℃下混炼4h、成型以制得改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料A2。

实施例3

1)将可溶性锆盐(氯化锆)、可溶性磷酸盐(磷酸钾)、纳米铜(粒径为10nm)、水和乙醇按照1mmol：3mmol：0 .3mmol：15mL：10mL的用量比进行混合，然后于300℃下水热反应18h以制得掺杂磷酸锆；

2)将纳米氧化铜 (粒径为 20nm)、十六烷基三甲基溴化铵与掺杂磷酸锆按照0 .20mmol：20mL：1mmol的用量比进行球磨(大球与小球的个数比为2：2，磨球与物料的质量比为10：1 .8，转速为1000rpm，球磨时间为60min)以制得改性掺杂磷酸锆；

3)将ABS、聚乙烯酸、轻质氧化铝、丙二酸二乙酯、马来酸二丁基锡、硬脂酸钙、硫化钠和改性掺杂磷酸锆按照100：44：24：64：3：14：10：18的重量比于215℃下混炼6h、成型以制得改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料A3。

对比例1

按照实施例1的方法制得的保鲜盒材料B1，不同的是，步骤1)中未使用纳米铜。

对比例2

按照实施例1的方法制得的保鲜盒材料B2，不同的是，步骤2)中未使用纳米氧化铜。

对比例3

按照实施例1的方法制得的保鲜盒材料B3，不同的是，步骤2)中未使用掺杂磷酸锆。

对比例4

按照实施例1的方法制得的保鲜盒材料B4，不同的是，步骤3)中未使用改性掺杂磷酸锆。

检测例1

将上述保鲜盒材料置于35℃、相对湿度为60％的条件下静置3天，然后观察保鲜盒材料表面的菌落数(cfu/dm2)，具体结果见表1。

通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的改性纳米氧化铜负载磷酸锆保鲜盒材料具有优异的抗菌效果。

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