新型多功能抗菌陶瓷抗菌机理总结

1、新型多功能抗菌陶瓷抗菌机理总结抗菌陶瓷是一种环保型功能材料，是抗菌材料与陶瓷产品相结合的产物，抗菌陶瓷在保留原有陶瓷制品物化性能的基础上增加了抗菌、消毒及化学降解的功能，被广泛应用于医疗卫生、建筑卫生陶瓷、日用陶瓷及工业水处理等行业，且随着科技的进步及生活水平的提高，同时兼具保健、抗辐射、自清洁等多功能为一体的抗菌陶瓷被更多的用户日益青睐。抗菌陶瓷餐具多功能抗菌陶瓷的抗菌机理目前抗菌陶瓷主要分为：金属离子掺杂型抗菌陶瓷及光催化型抗菌陶瓷两种。其中金属离子掺杂型抗菌陶瓷是直接将含有银、锌、铜等金属离子的抗菌剂直接加入到陶瓷釉料中烧制而成；光催化型抗菌陶瓷则是采取溶胶凝胶法或浸渍提拉法在陶瓷表面涂

2、覆二氧化钛或氧化锌抗菌薄膜。银系金属离子掺杂型抗菌陶瓷目前已被认同的银系金属离子抗菌机理主要有两种：一种是金属离子的缓释杀菌。抗菌陶瓷在使用过程中缓慢释放出银离子，当银离子到达细胞膜时，因细胞膜带有负电荷，银离子依靠库伦力牢固吸附在细胞膜上，而且银离子还能进一步穿透细胞壁进入病菌内部，与生物体内的蛋白质、核酸中存在的琉基(-SH)，氨基(-NH2)等含硫、氨的官能团发生反应，使细菌蛋白质凝固，破坏细菌细胞合成酶的活性，使细胞丧失分裂增殖能力而最终消亡。另外，当细菌体失去活性后，银离子又从菌体中游离出来，继续重复进行杀菌活动，保持持久的抗菌效果。另一种则是银离子的催化反应杀菌。即在光的作用下银离

3、子作为催化活性中心，激活水和空气中的氧，产生具有很强的氧化还原作用的活性氧O2-和OH-自由基，可以攻击陶瓷表面的微生物细胞膜，导致其细胞膜蛋白质变性，从而使细菌等微生物失去活性，达到抗菌的目的。二氧化钛的光催化抗菌陶瓷纳米二氧化钛有金红石、锐钛矿和板钛矿3种晶型。其中锐钛矿型二氧化钛粒子是N型半导体，具有能带结构，比金红石具有更大的光催化活性。锐钛矿型二氧化钛的电子结构为一满的价带和空的导带，稳态的二氧化钛价带中充满电子，导带是一系列空能级轨道的集合体，二者之间为禁带。在大于禁带宽度能量的紫外光照射下，价带电子获得光子的能量而跃迁至导带，形成光生电子(e-)，价带中则相应地形成空穴(h+)，

4、当存在合适俘获剂时，电子和空穴的合并受到抑制就可在表面发生氧化还原反应，形成过氧化氢、羟基等活性氧基团。光催化杀菌主要是靠催化剂表面所产生的氧化基团，如羟基自由基OH、H2O2、O2-等活性氧基团(ROS)，3种氧化基团中，羟基自由基氧化性最强。氧化基团可通过使细菌失去活性、细菌蛋白质变性、有机物降解矿化等途径达到抗菌的目的。涂覆二氧化钛的抗菌陶瓷均具备自清洁或易清洁特性，主要原因在于二氧化钛涂层润湿性高，水可轻易在瓷砖表面铺展开。因此自来水、雨水在这种瓷砖表面就相当于清洁剂，且油脂、灰尘不易粘附在光催化涂层上，容易脱离瓷砖面。远红外线抗菌陶瓷的抗菌性远红外线抗菌陶瓷是在陶瓷釉料中加入竹炭、电

5、气石、金属氧化物及碳化硅等远红外材料烧制成陶瓷制品，这些材料常温下即可发射出5.615波长的远红外线，红外辐射能直接穿透细胞壁，细菌体分泌的毒素在此环境下容易受到破坏，能有效破坏菌体的新陈代谢和抑制其生长繁殖，从而具有杀菌功能。而且远红外线陶瓷还具有优良的保健功能则在于：远红外线可渗入人体皮肤及皮下组织，引起原子和分子的振动，再通过共鸣吸收，形成热反应，促进血液循环、组织复活及酵素生长等。另外，远红外辐射还可以减小水分子团结构，使得油水间界面膜强度增大，乳状液稳定性增强，避免油水分离，使油污不易附着在陶瓷表面，从而具有易清洁的功效。稀土元素激活抗菌陶瓷当在银系、二氧化钛系抗菌剂中加入稀土元素原料，由于稀土元素外层的价电子带存在，当含有紫外线的光照射到抗菌剂材料表面时，产生电子空穴对，产生的电子一部分跳跃形成Ag离子，而另一部分则较多地被稀土元素的外层价电子带所俘获，这样便可产生更多的空穴，同时，稀土元素价电子带因俘获的部分光催化电子也极易被银原子所夺而形成Ag离子，由于以上两种方法的激活，有效强化了银系或光触媒系抗菌剂的表面活性，从而可达到保健、抗菌、净化空气的作用。多功能抗菌陶瓷的研究现状研究中存在的问题：银系抗菌陶瓷抗菌剂的加入量对釉面颜色、光泽度的影响以及金属离子的缓释溶出带来的抗菌持久性问题。光催化抗菌陶瓷如何在弱光线下提高光催化效率、涂覆膜层与釉面的结合力不够、