抗菌陶瓷的研究進(jìn)展

林 新，李 傲，王依琳，朱天奕，周 洋

（沈陽(yáng)師范大學(xué)，遼寧沈陽(yáng) 110000）

抗菌陶瓷的研究進(jìn)展

林 新，李 傲，王依琳，朱天奕，周 洋

（沈陽(yáng)師范大學(xué)，遼寧沈陽(yáng) 110000）

綜述了抗菌陶瓷的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，傳統(tǒng)抗菌陶瓷的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，用硼泥制作抗菌陶瓷的創(chuàng)新之處，并還介紹了抗菌陶瓷的應(yīng)用前景。

抗菌陶瓷；抗菌劑；抗菌性能

由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的普遍提高，尤其是在經(jīng)過(guò)了近年的流行病的影響，人們對(duì)環(huán)保的要求更高了，抗菌材料更受到人們的青睞?？咕牧峡煞譃橛袡C(jī)抗菌材料、無(wú)機(jī)抗菌材料和自然抗菌材料等[1-2]。

本文不但闡述了抗菌陶瓷的發(fā)展近況，還闡述了傳統(tǒng)抗菌陶瓷的特點(diǎn)及其存在的問(wèn)題，并介紹了硼泥抗菌陶瓷的創(chuàng)新之處，展望了抗菌陶瓷的發(fā)展前景。

1 抗菌陶瓷的分類(lèi)及其作用機(jī)理

某些氧化物或無(wú)機(jī)抗菌離子是實(shí)現(xiàn)抗菌的無(wú)機(jī)抗菌材料[3]。

1.1 載銀抗菌陶瓷

載銀抗菌陶瓷是把 Ag+或者 Ag 固定在載體上。常用的載體有沸石、黏土礦物、磷酸鈣、磷灰石等。把其混合后的物質(zhì)加入到釉料中，然后進(jìn)行施釉和燒結(jié)。經(jīng)過(guò)以上步驟附著著 Ag+或者 Ag 的載體就會(huì)均勻分散并長(zhǎng)期存在于陶瓷表面的釉層中[4]。

1.2 Ag+緩釋機(jī)理

銀離子緩沖殺菌的機(jī)理是微生物的生理活動(dòng)被阻斷。因?yàn)榈蜐舛鹊你y離子能夠吸引細(xì)胞中的酶蛋白的疏基，與細(xì)菌接觸反應(yīng)后，破壞蛋白酶細(xì)胞活性。細(xì)胞喪失繁殖能力而死亡，從而達(dá)到殺滅細(xì)菌的作用。銀離子還會(huì)損傷細(xì)胞膜從而影響微生物的物質(zhì)傳送功能[5]。

1.3 二氧化鈦抗菌陶瓷

在紫外的作用下，二氧化鈦可以殺滅細(xì)菌。二氧化鈦抗菌陶瓷正是因?yàn)樘沾杀砻嫱坑卸趸伇∧ざ鸬娇咕淖饔肹6]。

1.4 遠(yuǎn)紅外線抗殺菌陶瓷

和以上兩種抗菌陶瓷相比，遠(yuǎn)紅外線抗菌陶瓷的抗菌效果較差。遠(yuǎn)紅外線抗菌陶瓷是通過(guò)發(fā)射遠(yuǎn)紅外線來(lái)達(dá)到抗菌效果的，在白色熒光下殺菌效果較好[7]。

1.5 新型抗菌陶瓷

新型抗菌陶瓷[8]主要由混合物 A（由 B2O3、MgO、CaO、Fe2O3、SiO2和 Na2O 混合而成）、陶瓷黏土、高嶺石、鉀長(zhǎng)石、石英砂、二硼化鈦和廢陶瓷硬質(zhì)顆?；旌隙伞＿@種抗菌陶瓷的抗菌因子是硼元素。利用以上材料合理配比，然后制成陶瓷的原料。這種抗菌陶瓷在使用過(guò)程中起到持續(xù)殺菌的作用，其克服了傳統(tǒng)制法的一些缺陷，例如材料成本比較低、殺滅細(xì)菌的效果不佳、抗菌時(shí)間短等。

2 抗殺菌陶瓷的現(xiàn)狀

抗殺菌陶瓷的研究在國(guó)內(nèi)也取得了一定的成果。1997年北京市陶瓷廠與日本東陶機(jī)械株式會(huì)社合資，而且已經(jīng)進(jìn)行批量生產(chǎn)[9]。

3 傳統(tǒng)的抗菌陶瓷的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

載銀抗菌陶瓷毒性小、抗菌性能好。但是其也存在一些問(wèn)題，比如銀系抗菌陶瓷的顏色因?yàn)橥饨绻庠吹挠绊懚艿揭欢ǖ挠绊?，銀原料貴重稀少，并且此類(lèi)陶瓷抗菌效果較差。

4 硼泥抗菌陶瓷的創(chuàng)新點(diǎn)

在硼砂的生產(chǎn)過(guò)程中，用碳?jí)A法每生產(chǎn)1t硼砂要產(chǎn)生4t硼泥，碳銨法每生產(chǎn) 1t要產(chǎn)生硼泥 7t，且堆放硼泥污染土地為其堆放面積的3倍，同時(shí)也正是因?yàn)閺U渣中所含的抗菌因子，使堆放場(chǎng)地成為寸草不生的“不毛之地”。綜合利用硼泥，變廢為寶是本項(xiàng)目的創(chuàng)新應(yīng)用點(diǎn)。采用硼化工生產(chǎn)的廢渣硼泥，利用其所含抗菌因子B，研制新型抗菌功能材料，是本項(xiàng)目的獨(dú)到之處。

抗菌功能陶瓷是把抗菌技術(shù)應(yīng)用于陶瓷原料，使之持久產(chǎn)生抗菌性能的一種新型生態(tài)陶瓷。傳統(tǒng)的抗菌技術(shù)是將抗菌劑固定在載體上或采用溶膠-凝膠法在陶瓷表面上鍍抗菌薄膜。而硼泥抗菌陶瓷采用硼化工生產(chǎn)的廢渣硼泥，利用其所含硼元素作為抗菌材料，從而實(shí)現(xiàn)了硼泥的綜合利用。

5 發(fā)展前景

硼泥抗菌功能陶瓷的研發(fā)，解決了大量硼泥污染物長(zhǎng)期污染環(huán)境的問(wèn)題，變廢為寶。這正是抗菌功能陶瓷開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)抗菌材料生產(chǎn)新型生態(tài)功能陶瓷的特點(diǎn)。利用廢棄物的抗菌因子，成本低，適宜批量生產(chǎn)和擴(kuò)大使用范圍，既有經(jīng)濟(jì)效益，又有社會(huì)效益是顯而易見(jiàn)的。

[1] 湯慶國(guó)，王雪峰，沈上越 .金屬離子抗菌劑的抗菌效果及應(yīng)用研究[J].環(huán)境與健康雜志，2005，22（2）：158-160.

[2] 李梅，王慶瑞 .抗菌材料的發(fā)展及其應(yīng)用 [J].化工新型材料 1998（5）：8-11.

[3] 夏金蘭，王春，劉新星 .抗菌劑及其抗菌機(jī)理 [J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，35（1）：31-38.

[4] 李湘洲 .抗菌陶瓷材料的現(xiàn)狀與趨勢(shì) [J].陶瓷，2000，（5）：13-20.

[5] 何娟，蘇雪筠 .載銀無(wú)機(jī)抗菌劑及其應(yīng)用 [J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，（3）：215-218.

[6] David F Ollis.Photo catalytic purification and remediation of contaminated air and water[J].Chemistry，2000，（3）：405-411.

[7] 胡海泉，江錦明，吳大選，等 .復(fù)合型抗菌陶瓷的研究 [J].硅酸鹽通報(bào)，2000，19（6）：54-57.

[8] 臧樹(shù)良，鄧桂春，錢(qián)玉琴，等 .一種生產(chǎn)新型抗菌陶瓷的配方和方法 ：CN104446351A[P].2015.

Research Progress of Antibacterial Ceramics

Lin Xin，Li Ao，Wang Yi-lin，Zhu Tian-yi，Zhou Yang

This paper summarizes the development status of antimicrobial ceramics at home and abroad，the characteristics and existing problems of traditional antimicrobial ceramics，and the innovation of antimicrobial ceramics made of boron mud.Also introduced the application prospect of antimicrobial ceramics.

antibacterial ceramics ；antibacterial agent；antibacterial property

TQ174.7

：A

：1003–6490（2017）07–0141–01

2017–05–22

林新（1994—），女，遼寧北票人，本科在讀，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。