專利名稱：復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種泡沫金屬，特別是涉及一種以泡沫鎳為基底，負載二氧化鈦光催化劑的復合抗菌泡沫金屬的生產方法。
背景技術：
現有的制備二氧化鈦(TiO2)負載型抗菌材料的方法主要有四種(一)利用溶膠凝膠直接在耐熱基材表面制備TiO2薄膜并進行燒結。由于采用溶膠凝膠法制備的納米TiO2光催化薄膜，為無孔結構，比表面小，活性較差，且要求基底材料有一定的耐高溫要求；(二)是直接在基材表面負載TiO2粉體并進行燒結。由于納米TiO2與基底材料的結合很松散，催化劑容易脫落，其實用化較困難；(三)直接在基體生產中摻入納米TiO2懸浮液，由于納米TiO2摻雜在基體中，表面裸露的TiO2量少，活性較低；(四)利用氟樹脂和無機硅樹脂等反納米光催化劑負載在基材上，由于氟樹脂和無機硅樹脂等對納米催化劑等對納米催化劑的包裹作用，光催化效率低，其結合強度也差，且有機樹脂還會出現紫外光分解情況。
上述方法一般使用片狀材料如金屬片，玻璃片或塑料等作為載體，在使用過程中，存在有效受光面積小，流體與光催化劑的接觸面積小及氣阻大不適合高流速反應的缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法，依照該方法生產的復合光催化抗菌泡沫金屬，在泡沫鎳表面獲得了均勻的、高效的納米TiO2薄膜，不但提高了光、流體和光催化劑的有效作用面積，而且TiO2光催化劑鑲嵌牢固，不易脫落，循環使用壽命長。
本發明的復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法包括電鍍液的配制、復合光催化劑抗菌層的制備。
本發明的復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法由以下步驟(一)電鍍液的配制配方配比硫酸鎳∶氯化鎳∶硼酸∶組合添加劑＝230-250g/L∶35-40g/L∶35-40g/L∶5-8ml/L。
(1)、將一定體積的水加熱到50-60℃。
(2)、四種組分按順序加入①加入硼酸作為PH緩沖劑；②加入硫酸鎳作為主鹽；③氯化鎳作為陽極促進劑；④加入組合添加劑。
(二)復合光催化抗菌層的制備在上述(一)配制電鍍液的基礎上，保持電鍍液50-60℃按以下步驟操作(1)加入粒徑30nm的TiO2光催化劑10-50g/L；(2)攪拌30-60min，使其充分潤濕、分散；(3)以鎳板為陽極，孔徑30-110PI泡沫鎳為陰極，利用復合電沉積方法掛鍍，電鍍最佳時間為10-15min，陰極電流10-14A/dm2。
(4)水洗后自然烘干。
本發明復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法，生產的復合光催化抗菌泡沫金屬，從圖1體式顯微結構圖中可以看出本泡沫金屬呈三維網狀結構，空隙率大，比表面大，能有效提高光催化有效面積，空氣透過性好，提高了光利用效率；從圖2中可以看出泡沫金屬表面納米TiO2光催化劑覆蓋率大，分散均勻，且被鎳金屬鑲嵌牢固，能有效提高催化效率，使用壽命長。抗菌性能評價表明在紫外燈照射下，10min殺菌殺滅率達99.99％。
圖1是本發明復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法生產的復合光催化抗菌泡沫金屬的體式顯微結構圖。
圖2是發明復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法生產的復合光催化抗菌泡沫金屬的金相顯微結構圖。
具體實施例方式
組合添加劑的配制方法按比例取糖精∶十二烷基硫酸鈉∶BN-250∶BN-253＝250g/L∶10g/L∶650g/L∶150g/L，然后混合均勻，即制成組合添加劑。其中糖精為食用級，其他均為電鍍級。
實施例一1、電鍍液的配制取電鍍級硫酸鎳230g/L，氯化鎳40g/L，硼酸35g/L，組合添加劑6ml/L。
將1m3水加熱到50℃；按順序加入①硼酸；②硫酸鎳；③氯化鎳；④組合添加劑，備用。
2、復合光催化抗菌層的制備在上述“1”配制電鍍液中，保持電鍍液50-60℃，按以下步驟操作①加入納米TiO2光催化劑10g/L，TiO2粒徑30nm；②攪拌30min，使其充分潤濕、分散；③以鎳板為陽極，30PPI泡沫鎳為陰極，通過復合電沉積方法掛鍍，掛鍍的時間為10min，陰極電流密度10A/dm2。
④水洗后自然烘干。
抗菌性能評價表明用該方法生產的復合光催化抗菌泡沫金屬，在紫外燈照射下，10min可以使大腸桿菌每ml菌落總數由2.4×105cfu降至20cfu，殺滅率99.99％；綠膿桿菌菌落總數由3.5×105cfu降至20cfu，殺滅率為99.83％。
實施例二1、電鍍液的配制取電鍍級硫酸鎳250g/L，氯化鎳35g/L，硼酸40g/L，組合添加劑8ml/L。
將1m3水加熱到55℃；按順序加入①硼酸；②硫酸鎳；③氯化鎳；④組合添加劑。
2、復合光催化抗菌層的制備在上述“1”配制電鍍液中，保持電鍍液50-60℃按以下步驟操作
①加入納米TiO2光催化劑50g/L，TiO2的粒徑30nm；②攪拌40min，使其充分潤濕、分散；③以鎳板為陽極，110PPI泡沫鎳為陰極，通過復合電沉積方法掛鍍，掛鍍的時間為15min，陰極電流密度14A/dm2。
④水洗后自然烘干。
抗菌性能評價表明用該方法生產的復合光催化抗菌泡沫金屬，在紫外燈照射下，24h可以使大腸桿菌每ml菌落總數由2..0×105cfu降至100cfu，殺滅率99.95％；綠膿桿菌菌落總數由2.3×105cfu降至100cfu，殺滅率為99.96％。
實施例三1、電鍍液的配制取電鍍級硫酸鎳(240g/L)、氯化鎳(38g/L)、硼酸(37g/L)、組合添加劑(5ml/L)。
將1m3水加熱到60℃；按順序加入①硼酸；②硫酸鎳；③氯化鎳；④組合添加劑，備用。
2、復合光催化抗菌層的制備在上述“1”配制的電鍍液基礎上，保持電鍍液50-60℃，按以下步驟操作①加入納米TiO2光催化劑30g/L，TiO2粒徑30nm；②強力攪拌60min，使其充分濕潤分散；③以鎳板為陽極，70PPI泡沫鎳為陰極，復合電沉積方法掛鍍，掛鍍的時間13min，陰極電流密度12A/dm2；
④水洗后自然烘干。
抗菌性能評價表明用該方法生產的復合光催化抗菌泡沫金屬，在紫外燈照射下，對大腸桿菌的殺滅率10分鐘為100.000％，5分鐘為99.999％，2分鐘99.860％；對金黃葡萄球菌的殺滅率10分鐘99.974％，5分鐘99.966％，2分鐘99.947％；對病毒的殺破率(破壞率HgsAg)10分鐘為100.00％，5分鐘為99.902％，2分鐘為99.805％。
權利要求
1.本發明的復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法其特征在于包括以下步驟(一)電鍍液的配制配方配比硫酸鎳∶氯化鎳∶硼酸∶組合添加劑＝230-250g/L∶35-40g/L∶35-40g/L∶5-8ml/L；(1)、將一定體積的水加熱到50-60℃；(2)、四種組分按順序加入①加入硼酸作為PH緩沖劑；②加入硫酸鎳作為主鹽；③氯化鎳作為陽極促進劑；④加入組合添加劑；(二)復合光催化抗菌層的制備在上述(一)配制電鍍液的基礎上，保持電鍍液50-60℃按以下順序步驟操作(1)加入粒徑30nm的TiO2光催化劑10-50g/L；(2)攪拌30-60min，使其充分潤濕、分散；(3)以鎳板為陽極，孔徑30-110PI泡沫鎳為陰極，利用復合電沉積方法掛鍍，掛鍍的時間為10-15min，陰極電流10-14A/dm2；(4)水洗后自然烘干。
2.根據權利要求1所述的復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法其特征在于(一)、電鍍液的配制取硫酸鎳230g/L，氯化鎳40g/L，硼酸35g/L，組合添加劑6ml/L；將1m3水加熱到50℃；(二)、復合光催化抗菌層的制備①納米TiO2光催化劑10g/L，TiO2粒徑30nm；②攪拌30min，使其充分潤濕、分散；③30PPI泡沫鎳為陰極，掛鍍的時間為10min，陰極電流密度10A/dm2。
3.根據權利要求1所述的復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法其特征在于(一)、電鍍液的配制硫酸鎳250g/L，氯化鎳35g/L，硼酸40g/L，組合添加劑8ml/L；將1m3水加熱到55℃；(二)、復合光催化抗菌層的制備①加入納米TiO2光催化劑50g/L，TiO2的粒徑30nm；②攪拌40min，使其充分潤濕、分散；③110PPI泡沫鎳為陰極，掛鍍的時間為15min，陰極電流密度14A/dm2。
4.根據權利要求1所述的復合光催化抗菌泡沫金屬的生產方法其特征在于(一)、電鍍液的配制硫酸鎳(240g/L)、氯化鎳(38g/L)、硼酸(37g/L)、組合添加劑(5ml/L)；將1m3水加熱到60℃；(二)、復合光催化抗菌層的制備①加入納米TiO2光催化劑30g/L，TiO2粒徑30nm；②強力攪拌60min，使其充分濕潤分散；③70PPI泡沫鎳為陰極，掛鍍的時間13min，陰極電流密度12A/dm2。
全文摘要
本發明涉及一種泡沫金屬，特別是涉及一種以泡沫鎳為基底，負載二氧化鈦光催化劑的復合抗菌泡沫金屬的生產方法，該生產方法包括電鍍液配制、復合光催化抗菌層的制備，其中電鍍液配制由硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、組合添加劑配制而成；復合光催化抗菌層的制備，在配制電鍍液的基礎上，按以下步驟操作加入納米TiO
文檔編號B01J21/06GK1537978SQ20031011185
公開日2004年10月20日 申請日期2003年10月22日 優先權日2003年10月22日
發明者王寶柱, 何志能 申請人:順德市凱納方實業有限公司