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抑菌型纳米氧化锌的制备方法[发明专利]

一、背景技术

(1)随着现代工业和医疗技术的快速发展，对抑菌材料的需求日益增长。抑菌材料在医疗、食品、化妆品等领域具有广泛的应用前景。纳米氧化锌作为一种重要的纳米材料，因其优异的抑菌性能、化学稳定性以及生物相容性，被广泛应用于防晒、防腐、抗菌等领域。

(2)然而，传统的纳米氧化锌制备方法存在一些问题，如制备过程复杂、成本高、环境友好性差等。此外，传统方法制备的纳米氧化锌往往存在粒径分布不均、形貌不规则等问题，这些缺陷限制了其在实际应用中的性能发挥。因此，开发一种高效、低成本、环境友好的纳米氧化锌制备方法成为当前研究的热点。

(3)为了解决传统制备方法存在的问题，研究者们尝试了多种新型制备技术，如溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助合成法等。这些方法在一定程度上提高了纳米氧化锌的制备效率和质量，但仍然存在一些局限性，如制备条件苛刻、产物纯度不高、规模化生产困难等。因此，探索一种更加高效、简便、经济、环保的纳米氧化锌制备方法具有重要的现实意义和应用价值。

二、发明内容

(1)本发明提供了一种新型抑菌型纳米氧化锌的制备方法，该方法采用了一种创新的液相沉淀法，通过在特定条件下，将锌盐溶液与碱性溶液混合，实现纳米氧化锌的快速、高效制备。该制备方法具有以下特点：首先，制备过程中无需高温高压，操作简便，降低了能耗和环境污染；其次，该方法能够有效控制纳米氧化锌的粒径分布，平均粒径在20-50纳米之间，具有优异的抑菌性能；最后，通过调节反应条件，可制备出不同形貌的纳米氧化锌，如球形、棒形、片状等，满足不同应用领域的需求。

(2)本发明制备的抑菌型纳米氧化锌在抑菌性能方面表现出色。经过实验测试，该纳米氧化锌对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等常见细菌和真菌的抑菌率均达到99%以上，有效抑制了细菌和真菌的生长繁殖。此外，该纳米氧化锌对皮肤无刺激性，具有良好的生物相容性，适用于化妆品、医疗器械、食品包装等领域。以化妆品为例，将本发明制备的纳米氧化锌添加到防晒霜中，其防晒效果得到显著提升，SPF值可达50以上。

(3)本发明制备的抑菌型纳米氧化锌在环保性能方面也具有显著优势。与传统制备方法相比，本发明采用液相沉淀法，减少了有机溶剂的使用，降低了环境污染。同时，该制备方法具有较高的原子利用率，纳米氧化锌的产率可达到90%以上，降低了资源浪费。此外，本发明制备的纳米氧化锌在废弃物处理方面具有良好效果，可作为吸附剂用于处理工业废水中的重金属离子，具有良好的环保效益。以某化工厂为例，使用本发明制备的纳米氧化锌处理废水，重金属离子去除率可达95%以上，达到了国家排放标准。

三、实施方式

(1)实施本发明的方法首先需要准备锌盐溶液和碱性溶液。锌盐溶液可以通过将锌离子溶解在去离子水中制备，浓度为0.1mol/L。碱性溶液可以使用氢氧化钠或氢氧化钾，浓度为0.2mol/L。将两种溶液按照1:1的摩尔比混合，在室温下搅拌，反应时间为2小时。

(2)在反应过程中，通过控制搅拌速度和温度来调节纳米氧化锌的粒径和形貌。搅拌速度控制在500rpm，温度保持在60-80°C之间。通过改变搅拌速度和温度，可以得到不同粒径和形貌的纳米氧化锌。例如，在较低温度和较低搅拌速度下，可以得到球形纳米氧化锌；而在较高温度和较高搅拌速度下，则可以得到棒形或片状纳米氧化锌。

(3)反应完成后，将混合物离心分离，收集沉淀物并洗涤三次，以去除未反应的锌盐和副产物。洗涤后的纳米氧化锌在60°C下干燥12小时，得到干燥的纳米氧化锌粉末。该粉末的产率可达90%以上，平均粒径在20-50纳米之间。以化妆品应用为例，将制备的纳米氧化锌粉末添加到防晒霜中，经测试，SPF值提升至50以上，同时产品对皮肤无刺激性，符合国际化妆品安全标准。