抗菌方面的應用

作抗菌材料抗菌沸石作為新興無機抗菌材料已逐步顯示出它的價值。Zeomic XAW ioi是載銀或載銀和鋅的A型沸石,是日本 Sinanen comic公司的專利產(chǎn)品。

制備工藝是:將鈉沸石與銀、鋅鹽類溶液(Ag:zn=5:14)接觸進行離子交換,而后在500℃下干燥,經(jīng)超細粉碎得1.6pm的產(chǎn)品,其安全性、耐熱性、抗菌性、持久性好,廣泛用于紡織品、容器、薄膜、涂料中。

沸石專家們用熔鹽離子交換法制備出抗菌鋅型沸石,試驗證明對大腸桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌有殺滅能力。章莉娟等采用液相離子交換法,在沸石上接枝殺菌性Zn2+、Ca2+、Ag+制成抗菌沸石。對大腸桿菌、霉菌的抗菌實驗表明,殺菌性能良好。成本低、活性高的沸石殺菌除臭涂料能緩慢釋放活性組分,有長效滅菌、吸臭功能,可在住宅、醫(yī)院、餐廳、家電外表涂層使用。利用沸石與環(huán)境協(xié)調(diào)、相容的特性,美國研制并生產(chǎn)細粒沸石作為殺蟲劑載體,以液態(tài)肥懸浮劑、分散劑,用鉛沸石生產(chǎn)鉛酸電池電極。

銀型抗菌沸石

美國纖維及非織造布生產(chǎn)商FOSS公司的 Fosshield技術部開發(fā)出一種抗菌技術,將含銀無機沸石 AgION嵌入其紡前染色聚酯 Fossfiber(r)雙組分纖維。含VON的 Foss fiber適合有抗菌防護要求的所有紡織品用途新纖維可有效防止各種引起臭味的有害細菌、霉菌。FOSS公司將產(chǎn)品出售給醫(yī)療、保健、旅游等市場的紡織品生產(chǎn)商。該公司目前還通過推出抗菌清潔布進入消費市場。該非織造擦布可用于家庭中所有需要清潔的非織物的表面,干用、濕用皆可有無清潔劑都行。擦布可用幾星期并可多次清洗,甚至可漂白都不損害抗菌性。

實驗測試表明,Ag1ON能消滅99.99%的傳染性和引起臭味的細菌,并且由于是無機非藥物抗菌素,細菌不會產(chǎn)生抗體。 Foss fiber中的雙組分纖維為特殊設計,使AgON只在皮面中,對有害細菌接觸面最優(yōu)化。FOSS公司稱即使在極其嚴酷生產(chǎn)條件下,含銀沸石也非常穩(wěn)定。可耐溫度高達800℃℃,pH值穩(wěn)定性在310。含AgON的 Foss fiber還可添加其他添加劑,提供阻燃、紫外穩(wěn)定性、導電、防污和導濕性。此外,還可與棉、毛、絲或麻混紡。

沸石專家們采用液相、固相離子交換法將具有抗菌性能的銀離子與沸石合成為抗菌沸石。用正交法確定兩種方法的較佳條件,并進行比較;用紅外光譜對沸石原樣與抗菌沸石進行比較分析;同時對合成的抗菌沸石進行了抗菌性能測試。測試結果表明,銀型沸石抗菌效果令人滿意。

實驗方法如下：液相反應制備抗菌沸石表4-109為3因素4水平正交試驗的條件,把AgNO3溶液加入到5g云峰沸石中,在表4-109確定的溫度和時間條件水浴并攪拌反應,然后抽濾,用蒸餾水洗至無Ag+(Agt+用NaCl溶液檢測,無乳白色沉淀)。最后將交換后的沸石在100℃下烘干,即得銀型抗菌沸石。

固相反應制備抗菌沸石表4-110設定3因素4水平正交試驗,分別取不同量的AgNO3與5g沸石混合,于研缽中充分研磨均勻后裝入瓷坩堝,置于箱型高溫電爐中,在表4-110確定的反應條件下反應后,取出冷卻。用大量蒸餾水洗滌過濾至交換不出Ag+為止,產(chǎn)品在100℃恒溫干燥箱中烘干3h即可。抗菌性能測試以無菌操作,將0.2g抗菌沸石放入滅菌培養(yǎng)皿中,注入1mL含105個菌種(大腸桿菌或嗜熱脂肪芽孢桿菌)的菌懸液并加入肉湯營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基,放在培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24h后,載玻片制樣,用顯微鏡觀察結果(此兩種細菌成熟后均為白色不透明圓點狀),并作空白對照。

評價標準如下

細菌總數(shù)為0,抗菌性能好;細菌總數(shù)<6,抗菌性能中;6≤細菌總數(shù)<100抗菌性能差(大腸桿菌)。

細菌總數(shù)為0,抗菌性能好;1≤細菌總數(shù)<50,抗菌性能中;細菌總數(shù)>100,抗菌性能差(嗜熱脂肪芽孢桿菌)。

實驗表明:在消耗相同硝酸銀用量的情況下,固相離子交換法制得的抗菌沸石其離子交換量比液相法所制沸石的離子交換量大;但固相法需在高溫條件下進行,而液相法無需在高溫下即可進行,大量節(jié)省能源。因此,兩法各有所長,生產(chǎn)制備抗菌沸石時可根據(jù)實際需要選擇合成方法。以在32℃、不同濃度下液相交換法合成的抗菌沸石對大腸桿菌進行抗菌性能測試和在0.3g硝酸銀用量、不同溫度下固相交換法合成的抗菌沸石對嗜熱脂肪芽孢桿菌進行抗菌性能測試為例。含銀離子抗菌沸石的培養(yǎng)基里完全沒有細菌生長,而空白實驗的培養(yǎng)基中細菌菌落數(shù)多不可數(shù)。實驗證明抗菌沸石完全抑制細菌生長且在抗菌銀離子含量較低的情況下,抗菌性能仍然很好。同時,測試結果與同等交換鹽濃度合成的銅型和鋅型抗菌沸石的抗菌性能相比,發(fā)現(xiàn)銀型抗菌沸石抗菌效果明顯優(yōu)于銅型和鋅型抗菌沸石。

液相、固相離子交換法合成銀型抗菌沸石的較佳條件:硝酸銀溶液濃度0.1mol/L,硝酸銀固體用量為2.0g;溫度分別為32℃和250℃,反應時間為1h抗菌沸石的穩(wěn)定性能:將制備的抗菌沸石在空氣中放置3個月后,測試其抗菌性能,結果仍然十分理想,可知抗菌沸石在空氣中非常穩(wěn)定,不受空氣中氧和二氧化碳的影響。同樣將抗菌沸石在自來水中浸泡45d后,過濾、洗滌、干燥,測其抗菌性能,結果也較理想。由此得出:液相、固相離子交換法制備的抗菌沸石其穩(wěn)定性能很好。