抗菌陶瓷的研究进展

林 新，李 傲，王依琳，朱天奕，周 洋

（沈阳师范大学，辽宁沈阳 110000）

抗菌陶瓷的研究进展

林 新，李 傲，王依琳，朱天奕，周 洋

（沈阳师范大学，辽宁沈阳 110000）

综述了抗菌陶瓷的国内外发展现状，传统抗菌陶瓷的特点和存在的问题，用硼泥制作抗菌陶瓷的创新之处，并还介绍了抗菌陶瓷的应用前景。

抗菌陶瓷；抗菌剂；抗菌性能

由于经济的发展和人民生活水平的普遍提高，尤其是在经过了近年的流行病的影响，人们对环保的要求更高了，抗菌材料更受到人们的青睐。抗菌材料可分为有机抗菌材料、无机抗菌材料和自然抗菌材料等[1-2]。

本文不但阐述了抗菌陶瓷的发展近况，还阐述了传统抗菌陶瓷的特点及其存在的问题，并介绍了硼泥抗菌陶瓷的创新之处，展望了抗菌陶瓷的发展前景。

1 抗菌陶瓷的分类及其作用机理

某些氧化物或无机抗菌离子是实现抗菌的无机抗菌材料[3]。

1.1 载银抗菌陶瓷

载银抗菌陶瓷是把 Ag+或者 Ag 固定在载体上。常用的载体有沸石、黏土矿物、磷酸钙、磷灰石等。把其混合后的物质加入到釉料中，然后进行施釉和烧结。经过以上步骤附着着 Ag+或者 Ag 的载体就会均匀分散并长期存在于陶瓷表面的釉层中[4]。

1.2 Ag+缓释机理

银离子缓冲杀菌的机理是微生物的生理活动被阻断。因为低浓度的银离子能够吸引细胞中的酶蛋白的疏基，与细菌接触反应后，破坏蛋白酶细胞活性。细胞丧失繁殖能力而死亡，从而达到杀灭细菌的作用。银离子还会损伤细胞膜从而影响微生物的物质传送功能[5]。

1.3 二氧化钛抗菌陶瓷

在紫外的作用下，二氧化钛可以杀灭细菌。二氧化钛抗菌陶瓷正是因为陶瓷表面涂有二氧化钛薄膜而起到抗菌的作用[6]。

1.4 远红外线抗杀菌陶瓷

和以上两种抗菌陶瓷相比，远红外线抗菌陶瓷的抗菌效果较差。远红外线抗菌陶瓷是通过发射远红外线来达到抗菌效果的，在白色荧光下杀菌效果较好[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、高岭石、钾长石、石英砂、二硼化钛和废陶瓷硬质颗粒混合而成。这种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。这种抗菌陶瓷在使用过程中起到持续杀菌的作用，其克服了传统制法的一些缺陷，例如材料成本比较低、杀灭细菌的效果不佳、抗菌时间短等。

2 抗杀菌陶瓷的现状

抗杀菌陶瓷的研究在国内也取得了一定的成果。1997年北京市陶瓷厂与日本东陶机械株式会社合资，而且已经进行批量生产[9]。

3 传统的抗菌陶瓷的特点及存在的问题

载银抗菌陶瓷毒性小、抗菌性能好。但是其也存在一些问题，比如银系抗菌陶瓷的颜色因为外界光源的影响而受到一定的影响，银原料贵重稀少，并且此类陶瓷抗菌效果较差。

4 硼泥抗菌陶瓷的创新点

在硼砂的生产过程中，用碳碱法每生产1t硼砂要产生4t硼泥，碳铵法每生产 1t要产生硼泥 7t，且堆放硼泥污染土地为其堆放面积的3倍，同时也正是因为废渣中所含的抗菌因子，使堆放场地成为寸草不生的“不毛之地”。综合利用硼泥，变废为宝是本项目的创新应用点。采用硼化工生产的废渣硼泥，利用其所含抗菌因子B，研制新型抗菌功能材料，是本项目的独到之处。

抗菌功能陶瓷是把抗菌技术应用于陶瓷原料，使之持久产生抗菌性能的一种新型生态陶瓷。传统的抗菌技术是将抗菌剂固定在载体上或采用溶胶-凝胶法在陶瓷表面上镀抗菌薄膜。而硼泥抗菌陶瓷采用硼化工生产的废渣硼泥，利用其所含硼元素作为抗菌材料，从而实现了硼泥的综合利用。

5 发展前景

硼泥抗菌功能陶瓷的研发，解决了大量硼泥污染物长期污染环境的问题，变废为宝。这正是抗菌功能陶瓷开发无机抗菌材料生产新型生态功能陶瓷的特点。利用废弃物的抗菌因子，成本低，适宜批量生产和扩大使用范围，既有经济效益，又有社会效益是显而易见的。

[1] 汤庆国，王雪峰，沈上越 .金属离子抗菌剂的抗菌效果及应用研究[J].环境与健康杂志，2005，22（2）：158-160.

[2] 李梅，王庆瑞 .抗菌材料的发展及其应用 [J].化工新型材料 1998（5）：8-11.

[3] 夏金兰，王春，刘新星 .抗菌剂及其抗菌机理 [J].中南大学学报（自然科学版），2004，35（1）：31-38.

[4] 李湘洲 .抗菌陶瓷材料的现状与趋势 [J].陶瓷，2000，（5）：13-20.

[5] 何娟，苏雪筠 .载银无机抗菌剂及其应用 [J].广州大学学报（自然科学版），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，江锦明，吴大选，等 .复合型抗菌陶瓷的研究 [J].硅酸盐通报，2000，19（6）：54-57.

[8] 臧树良，邓桂春，钱玉琴，等 .一种生产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，辽宁北票人，本科在读，主要研究方向为化学。