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CN113209722A - 一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网及其制备方法 - Google Patents

一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网及其制备方法 Download PDF

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CN113209722A
CN113209722A CN202110337918.5A CN202110337918A CN113209722A CN 113209722 A CN113209722 A CN 113209722A CN 202110337918 A CN202110337918 A CN 202110337918A CN 113209722 A CN113209722 A CN 113209722A
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CN202110337918.5A
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English (en)
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贾豫冬
周文昊
严鹏
周群
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Yunnan Frontier New Material Technology Development Co ltd
Original Assignee
Yunnan Frontier New Material Technology Development Co ltd
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Publication date
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明的一种抑菌抗病毒滤网，具体而言，涉及一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网及其制备方法，属于医疗器械技术领域。本发明的抑菌抗病毒滤网，表面含有物理气相沉积得到的单质铜和银。通过银和铜的协同配合，协同发挥抑菌、抗病毒的作用，提高了细菌和病毒的灭杀效率，具有高效且持久的特点。本发明的滤网应用于空气过滤器可提高过滤器的杀菌效果，高效的吸附环境中的细菌和病毒，抑菌抗病毒效果高效持久；本发明的滤网应用于特殊局部环境，可以快速的吸附和灭杀细菌和病毒，创造洁净的局部空间。

Description

一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料、化工与生命科学交叉技术领域。更具体的，涉及一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网及其制备方法。
背景技术
近些年来，爆发过多起病毒传染病，如SARS、禽流感、甲型H1N1流感、新型冠状病毒肺炎等，多为呼吸道传染病。呼吸道传染病的主要传播途径为飞沫传播和接触性传播，对公众健康和社会稳定带来了严重的威胁。
普通的口罩和空气净化器也具有一定的空气净化作用，去除空气中的病原生物、粉坐、烟雾颗粒物等有害物质，该类制品通常是借助具有多孔结构的纤维材通过纤维静电吸附以及纤维排列的微小缝隙，实现对病原体微生物等颗粒的阻隔。然而，无论是细菌还是病毒，都可以在纤维材料表面长期存活。例如，冠状病毒在高分子聚塑料表面可存活2-3天，因此纤维材料表面的冠状病毒可以重新脱附并扩散到环境中，重新成为污染源制造生物学风险。因此，制备具有抑菌和抗病毒功能的有机无机纤维滤网，能够高效地灭杀环境中的致病菌和病毒(尤其是冠状病毒)，提供更为安全洁净的局部环境，保障人民的生命安全。
目前的研究表明，新冠病毒(SARS-COV-2)在固体表面具有长期存活的能力，例如纸板表面最长可存活24小时，在塑料和不锈钢表面最长可存活2-3天。然而，新冠病毒在金属铜表面最长仅可存活4小时，意味着铜对于新冠病毒具有破坏作用和灭杀能力。事实上，铜对细菌微生物的抑制作早已引起学术界和产业界的关注。古时人们便将铜绿(铜与空气中的氧、二氧化碳、水气反应生成的绿色碱式碳酸铜，又称铜青)作为一类中药用于治疗细菌感染。对于铜的抗菌和抗病毒机制，科学家做了深入的研究，提出了一些内在机理，比如，铜能够接受和释放电子从而在Cu+和Cu2+之间转换，可以作为催化剂生成活性氧(ROS)，进而导致对细菌生存至关重要的细胞成分如蛋白质、核酸和脂类(包括细胞膜)的氧化损伤。铜离子也可能会与Zn2+或其他金属离子竞争蛋白质的结合位点，这种错误的结合导致蛋白质构象的改变从而使蛋白质功能紊乱造成细菌细胞的凋亡。
银也具有高效的抑菌和抗病毒的能力，例如，有研究指出银可以破坏细菌的膜结构，导致膜结构损伤，胞内物质泄露。关于银与病毒的研究较少，但仍然发现了银对病毒的生理功能有影响。例如，银可以结合病毒的双链DNA，致使其变性死亡，影响病毒的分裂复制。
现有技术的不足在于：功能性较为单一，仅能颗粒物过滤或者细菌吸附，但是不具备细菌和病毒的灭杀能力，具有此类功能的滤网，其细菌和病毒的灭杀效率仍存疑，切不具备长期循环抑菌抗病毒的能力。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网及其制备方法，其中通过物理气相沉积(真空离子镀)的方法在有机无机纤维滤网的表面沉积了铜和银(包括但不限于物理气相沉积、蒸镀和化学法等)，与现有技术相比能够有效解决细菌和病毒的高效吸附和高效灭杀的问题，制备得到的有机无机纤维滤网和铜银的结合效果好；并且，通知控制关键的工艺参数(气相沉积时长和沉积顺序等)，可以控制铜与银的质量分数和分布形式，纤维滤网表面的铜和银均为稳定的单质态，因此本发明制备得到的抑菌抗病毒滤网无需陈化，可以大大缩短种功能滤网的制作时间；得益于铜与银的协同效应，滤网可以实现长期高效的抑菌和杀病毒，有效地解决环境中致病微生物和病毒导致的潜在生物安全问题。为实现上述目的，按照本发明提供了一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，采用物理气相沉积法制得，具体包括以下步骤：
步骤一，制备高纯铜和银靶材；
步骤二，在真空条件下，采用物理气相沉积的方法，将靶材铜和银气化成气态原子，沉积在有机无机纤维滤网的表面；
步骤三，沉积后取出有机无机纤维滤网，并用酒精溶液洗涤2-4次；
步骤四，再对洗涤处理后的有机无机纤维滤网进行热风干燥处理，即可得含铜银的抑菌抗病毒滤网。
作为本发明的进一步优选，所述步骤一中，，所述铜靶材和银靶材的规格尺寸为
Figure BDA0002998286990000031
厚度为1-5mm。
作为本发明的进一步优选，所述步骤二中，，所述有机无机纤维滤网的纤维平均丝径为0.01-20μm。
作为本发明的进一步优选，所述步骤二中，，所述有机无机纤维滤网的纤维的材料包括聚对笨二甲酸乙二醇酯纤维滤网、聚丙烯纤维滤网、聚氨酯纤维滤网、聚四氟乙烯纤维滤网和棉复合纤维滤网。
作为本发明的进一步优选，所述步骤二中，物理气相沉积的时间控制在10-30分钟，表面铜的质量分数为0.01～10％，表面银的质量分数为 0.01～10％。
作为本发明的进一步优选，所述步骤二中，分为两种工艺，一种先沉积铜再沉积银，滤网表面颜色为灰色，另一种为先沉积银再沉积铜，滤网表面颜色为金黄色。
作为本发明的进一步优选，所述步骤三中，洗涤用的酒精溶液浓度为 80～100％。
作为本发明的进一步优选，所述步骤四中，控制热风干燥处理过程温度为40～60℃。
作为本发明的进一步优选，所述的含铜和银的抑菌抗病毒滤网在抑菌抗病毒中的应用。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于通过气相沉积法在纤维滤网表面沉积了铜和银，由于采用了气相沉积的方法，得到了分散良好性质稳定的铜和银，且制备得到的有机无机纤维滤网与铜、银之间的结合效果好。由于铜与银均存在高效的抑菌杀病毒能力，且两者之间存在协同工作的能力，赋予了功能滤网长期高效的抑菌杀病毒能力；由于铜银的气相沉积改变了滤材的表面性质，因此对空气中的细菌和病毒具有很强的吸附能力。
本发明具有以下有益效果：
通过本发明所述方法，在有机无机纤维滤网的表面沉积了铜和银，借助铜银对滤材表面性质的改性，可以快速的将环境中细菌和病毒吸附到滤网的表面，同时借助铜和银的协同工作能力，实现对细菌和病毒的高效灭杀。
附图说明
图1为物理气相沉积铜银后的汉麻滤材
图2为能谱(EDS)检测到滤材表面铜银单质的分布
图3为5mm×5mm单层铜银复合滤材与高浓度的新冠病毒液(SARS-CoV-2，1 ×106TCID50/mL)反应1小时的抗病毒率
具体实施方式
实施例：
1、制备高纯银和铜的靶材，纯度大于99.99％，规格尺寸为的规格尺寸为
Figure BDA0002998286990000041
厚度为2mm.
2、真空条件下，采用气相沉积法在纤维滤网表面沉积银，沉积时长为5分钟，滤网表面银的质量分数为5％。
3、真空条件下，采用气相沉积法进一步在表面沉积铜，沉积时长为5 分钟，滤网表面银的质量分数为5％。
4、沉积后取出有机无机纤维滤网，并用80％的酒精溶液洗涤3次；
5、对洗涤处理后的有机无机纤维滤网进行热风干燥处理，温度为50 ℃，时长为30分钟，即可得含铜银的抑菌抗病毒滤网。

Claims (9)

1.一种含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，采用物理气相沉积法制得，具体包括以下步骤：
步骤一，制备高纯铜和银靶材；
步骤二，在真空条件下，采用物理气相沉积的方法，将靶材铜和银气化成气态原子，沉积在有机无机纤维滤网的表面；
步骤三，沉积后取出有机无机纤维滤网，并用酒精溶液洗涤2-4次；
步骤四，再对洗涤处理后的有机无机纤维滤网进行热风干燥处理，即可得含铜银的抑菌抗病毒滤网。
2.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述铜靶材和银靶材的规格尺寸为
Figure FDA0002998286980000011
厚度为1-5mm。
3.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述有机无机纤维滤网的纤维平均丝径为0.01-20μm。
4.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述有机无机纤维滤网的纤维的材料包括聚对笨二甲酸乙二醇酯纤维滤网、聚丙烯纤维滤网、聚氨酯纤维滤网、聚四氟乙烯纤维滤网和棉复合纤维滤网。
5.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤二中，物理气相沉积的时间控制在10-30分钟，表面铜的质量分数为0.01～10％，表面银的质量分数为0.01～10％。
6.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤二中，分为两种工艺，一种先沉积铜再沉积银，滤网表面颜色为灰色，另一种为先沉积银再沉积铜，滤网表面颜色为金黄色。
7.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤三中，洗涤用的酒精溶液浓度为80～100％。
8.如权利要求1所述含铜和银的抑菌抗病毒滤网的制备方法，其特征在于，步骤四中，控制热风干燥处理过程温度为40～60℃。
9.权利要求1—8任一项所述的含铜和银的抑菌抗病毒滤网在抑菌抗病毒中的应用。
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