一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法与流程

1.本发明涉及碳酸钙复合材料技术领域，尤其涉及一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法。


背景技术：

2.碳酸钙作为工业生产应用最为广泛的无机碳酸盐原料之一，因其具有优异独特的物理化学性质且来源广泛、价格低廉，作为一种性能优异的填料和改性剂，被广泛应用于建材、橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、食品、医药等行业，可以提高产品的耐磨性、光泽度、尺寸稳定性、力学性能、可加工性、增稠防沉等，提高制品的综合性能。随着科学技术的发展，碳酸钙产业已经从最初的粗放式矿产开采利用的状况，发展到如今的大规模的化学控制合成生产蓬勃发展的局面。纳米技术的发展，让人们认识到碳酸钙的性能优劣主要取决于碳酸钙产品的形貌结构、粒径分布、化学组成和表面特性等参数，如今调控制备不同形貌特性及粒径分布的碳酸钙技术开发是行业内的研究热点，近年来的研究表明通过添加晶形控制剂可以制备出独特形貌和性能的碳酸钙产品，但是各种晶形控制剂的引入，一方面增加了生产成本，另一方面在碳酸钙中引入了杂质离子，对后续产品的提纯和应用都带来了影响；此外一些研究中采用可溶性钙盐作为制备碳酸钙的前驱物，显然也增加的合成碳酸钙的成本。因此从原料广泛、价格低廉的氧化钙出发，探索低成本简便的碳酸钙产品的制备工艺是行业内的迫切需求。随着人们生活水平的提高和安全健康卫生意识的增强，人们对日常工作生活中的塑料、纸张、食品、建材等用品的安全卫生提出了更高要求，而在这些领域作为填料而被广泛应用的碳酸钙来说，赋予碳酸钙有效的抗菌性能，将大大提升碳酸钙产品的附加值，并且拓宽其应用领域。


技术实现要素：

3.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，无需添加无机盐作为晶形控制剂，分步投料不换反应容器直接制备出针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料，制备方法相对简单，操作简便，粉体结构为针状团簇形貌，产品颜色从白到浅棕色到棕色可调。
4.为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
5.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
6.步骤一：先将氧化钙和蔗糖加入到水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在水浴中充分反应1小时以上；
7.步骤二：调控反应温度，向溶液中通入co2碳化2小时以上得到碳酸钙浆料；
8.步骤三：再将预先配制好的银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应5小时以上，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料
9.在上述技术方案中，进一步的，所述步骤一中的氧化钙浓度为0.1-5mol/l，蔗糖浓度为0.001-0.05mol/l，水浴温度为100℃。
10.进一步的，所述步骤二中的调控反应温度为60-100℃，通入co2的速率为2-30ml/min。
11.进一步的，步骤三中所述的银氨溶液为硝酸银和氨水配制，其银离子浓度为0.001-0.2mol/l。
12.进一步的，所述的氧化钙和蔗糖混合溶液与银氨溶液体积比为3:1。
13.本发明与已有制备碳酸钙材料的技术相比，突出的特点是无需添加无机盐作为晶形控制剂，不会引入杂质离子，同时降低生产成本，产物提纯简单；分步投料不换反应容器直接制备出针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料，生产设备简单，投资成本较低；产品为针状团簇形貌的粉体，结构尺寸均一，针状直径为几百纳米，长度为微米级，相容性好，可以应用于造纸填料和塑料改性等领域；产品颜色从白到浅棕色到棕色可调，同时本发明也赋予了碳酸钙抗菌性能，可以应用在橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等行业抗菌需求的产品中，提升了产品的附加值，拓宽了应用领域。
附图说明
14.图1为本发明提出的一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的扫描电镜图。
15.图2为本发明提出的一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的eds能谱图。
具体实施方式
16.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
17.实施例1
18.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
19.步骤一：先将4.2g氧化钙和0.2565g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应2小时；
20.步骤二：在100摄氏度水浴中，以10ml/min的速率向溶液中通入co2碳化2小时得到碳酸钙浆料；
21.步骤三：称量0.17g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加1ml浓氨水制得银氨溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应5小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为棕色。
22.图1是实施例1条件下制备的针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的扫描电镜图，从图中可以看出产品为针状团簇，针状直径为60-100纳米左右，长度为1-3微米。图2是实施例1条件下制备的针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的eds能谱图，从图中可以看出产品主要由ca、c、o、ag元素组成。
23.实施例2
24.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
25.步骤一：先将4.2g氧化钙和0.2565g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应2小时；
26.步骤二：在100摄氏度水浴中，以10ml/min的速率向溶液中通入co2碳化2小时得到碳酸钙浆料；
27.步骤三：称量0.034g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加0.2ml浓氨水制得银氨
溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应5小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为浅棕色。
28.实施例3
29.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
30.步骤一：先将4.2g氧化钙和0.2565g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应2小时；
31.步骤二：在100摄氏度水浴中，以10ml/min的速率向溶液中通入co2碳化2小时得到碳酸钙浆料；
32.步骤三：称量0.0085g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加0.05ml浓氨水制得银氨溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应5小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为白色。
33.实施例4
34.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
35.步骤一：先将4.2g氧化钙和0.0513g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应2小时；
36.步骤二：在60摄氏度水浴中，以10ml/min的速率向溶液中通入co2碳化2小时得到碳酸钙浆料；
37.步骤三：称量0.0085g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加0.05ml浓氨水制得银氨溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应5小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为白色。
38.实施例5
39.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
40.步骤一：先将0.804g氧化钙和0.0513g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应1小时；
41.步骤二：在100摄氏度水浴中，以2ml/min的速率向溶液中通入co2碳化3小时得到碳酸钙浆料；
42.步骤三：称量0.0085g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加2滴浓氨水制得银氨溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应6小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为白色。
43.实施例6
44.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
45.步骤一：先将21g氧化钙和2.565g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应5小时；
46.步骤二：在100摄氏度水浴中，以30ml/min的速率向溶液中通入co2碳化5小时得到碳酸钙浆料；
47.步骤三：称量1.6987g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加10ml浓氨水制得银氨溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应10小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为棕色。
48.实施例7
49.一种针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料的制备方法，步骤如下：
50.步骤一：先将8.4g氧化钙和0.2565g蔗糖加入到150ml水中，充分混合均匀，然后将混合溶液在100摄氏度水浴中充分反应2小时；
51.步骤二：在100摄氏度水浴中，以20ml/min的速率向溶液中通入co2碳化3小时得到碳酸钙浆料；
52.步骤三：称量0.034g硝酸银加入50ml水中，搅拌均匀，滴加0.4ml浓氨水制得银氨溶液，再将银氨溶液加入上述碳酸钙浆料中，搅拌反应6小时，最后抽滤、洗涤、烘干得到碳酸钙-银复合抗菌材料，产品为淡棕色。
53.组别氧化钙质量蔗糖质量硝酸银质量抗菌材料颜色实施例14.2g0.2565g0.17g棕色实施例24.2g0.2565g0.034g浅棕色实施例34.2g0.2565g0.0085g白色实施例44.2g0.0513g0.0085g白色实施例50.804g0.0513g0.0085g白色实施例621g2.565g1.6987g棕色实施例78.4g0.2565g0.034g淡棕色
54.本发明与已有制备碳酸钙材料的技术相比，突出的特点是无需添加无机盐作为晶形控制剂，不会引入杂质离子，同时降低生产成本，产物提纯简单；分步投料不换反应容器直接制备出针状团簇碳酸钙-银复合抗菌材料，生产设备简单，投资成本较低；产品为针状团簇形貌的粉体，结构尺寸均一，针状直径为几百纳米，长度为微米级，相容性好，可以应用于造纸填料和塑料改性等领域；产品颜色从白到浅棕色到棕色可调，同时本发明也赋予了碳酸钙抗菌性能，可以应用在橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等行业抗菌需求的产品中，提升了产品的附加值，拓宽了应用领域。
55.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。