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邹小姐：13326633089 -
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随(sui)着科技的(de)(de)(de)飞速发(fa)(fa)展和人民生(sheng)活水平的(de)(de)(de)不断提高，构建(jian)良(liang)好的(de)(de)(de)生(sheng)态(tai)环(huan)境、提高生(sheng)活质(zhi)量(liang)、环(huan)保这一(yi)(yi)思想逐渐成(cheng)为人们关注(zhu)的(de)(de)(de)话(hua)题，有(you)抗菌功(gong)(gong)能的(de)(de)(de)日(ri)用(yong)(yong)陶瓷、建(jian)筑(zhu)(zhu)陶瓷的(de)(de)(de)开发(fa)(fa)和生(sheng)产逐渐成(cheng)为人们的(de)(de)(de)关注(zhu)对象。抗菌陶瓷是一(yi)(yi)种(zhong)新型的(de)(de)(de)环(huan)保功(gong)(gong)能材料(liao)，技术含(han)量(liang)高，生(sheng)产工艺稍(shao)显复(fu)杂，一(yi)(yi)方面它既包括陶瓷制品(pin)原(yuan)有(you)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)功(gong)(gong)能和装饰效果，另一(yi)(yi)方面其增加了(le)抗菌及(ji)化(hua)学(xue)降解(jie)的(de)(de)(de)功(gong)(gong)能。多功(gong)(gong)能的(de)(de)(de)特性让其广泛应用(yong)(yong)于(yu)卫(wei)生(sheng)、医疗、家(jia)庭居室(shi)、民用(yong)(yong)住宅或(huo)工业建(jian)筑(zhu)(zhu)等各个领域。
抗(kang)菌材料(liao)与抗(kang)菌陶瓷(ci)
那么什(shen)么是抗(kang)菌(jun)陶瓷？抗(kang)菌(jun)陶瓷按照JT/C 897-2014《抗(kang)菌(jun)陶(tao)瓷制品抗(kang)菌(jun)性能》给出的定义，抗(kang)菌(jun)瓷砖(zhuan)是(shi)具有抗(kang)菌(jun)功能的瓷砖(zhuan)。
那么“抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)”又(you)指(zhi)(zhi)(zhi)的(de)是什么呢(ni)？抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)材(cai)料(liao)中的(de)“抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)”的(de)概念(nian)是相(xiang)对于其他(ta)一些相(xiang)关术语而来的(de)，例(li)如(ru)“灭菌(jun)(jun)(jun)”指(zhi)(zhi)(zhi)完全(quan)杀(sha)(sha)死或(huo)除去(qu)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)；“杀(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)”指(zhi)(zhi)(zhi)杀(sha)(sha)死一部分(fen)(fen)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)；“消毒”指(zhi)(zhi)(zhi)杀(sha)(sha)死一部分(fen)(fen)病原性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)；“除菌(jun)(jun)(jun)”是指(zhi)(zhi)(zhi)除去(qu)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)；“制菌(jun)(jun)(jun)”指(zhi)(zhi)(zhi)阻止(zhi)特(te)定微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)繁殖(zhi)；“净菌(jun)(jun)(jun)”指(zhi)(zhi)(zhi)组织或(huo)控制微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)增(zeng)殖(zhi)；“防(fang)(fang)(fang)腐”指(zhi)(zhi)(zhi)防(fang)(fang)(fang)止(zhi)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)腐化；“抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)”是灭菌(jun)(jun)(jun)、杀(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)、消毒、除菌(jun)(jun)(jun)、制菌(jun)(jun)(jun)、净菌(jun)(jun)(jun)、防(fang)(fang)(fang)腐、防(fang)(fang)(fang)霉及(ji)防(fang)(fang)(fang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)总称。而抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)材(cai)料(liao)按(an)照(zhao)化学物(wu)质内部成分(fen)(fen)的(de)不同，可以将(jiang)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)材(cai)料(liao)分(fen)(fen)为天然、无机和(he)有机抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)材(cai)料(liao)。常见的(de)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)材(cai)料(liao)分(fen)(fen)类(lei)及(ji)优缺点如(ru)下表所示：
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类别 |
天然抗菌材料 |
无机(ji)抗菌(jun)材料 |
有机抗菌(jun)材料 |
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常见材料 |
植物精(jing)油、壳(qiao)聚(ju)糖(tang)、抗菌肽等(deng) |
金(jin)(jin)属(shu)离(li)子(zi)、金(jin)(jin)属(shu)氧化物、纳米级金(jin)(jin)属(shu)材料等 |
季铵盐类、多(duo)酚类、吡啶类等 |
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抗菌(jun)机理 |
微(wei)生物的拮(jie)抗作用(yong),细(xi)胞渗透性(xing)的改变,杀菌物质的缓慢释放 |
接触(chu)杀(sha)菌(jun),金(jin)属(shu)离子溶出杀(sha)菌(jun),活性氧杀(sha)菌(jun) |
通(tong)过静电(dian)吸附作用杀菌(jun),协(xie)同杀菌(jun) |
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优点 |
绿色、安全,广谱抗(kang)菌,良好(hao)的生物相容性 |
化学(xue)性质稳定,抗菌(jun)效果持久性好(hao),使用安全(quan) |
抗菌(jun)效果强,价格便(bian)宜 |
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缺点 |
提取工艺复杂,抗菌效果持(chi)续时间(jian)较短 |
光催化抗(kang)(kang)菌材料要在光照条件下才(cai)具有抗(kang)(kang)菌作用,部分(fen)抗(kang)(kang)菌材料成本较(jiao)高 |
有较强(qiang)的毒(du)性,过度使用(yong)易产生(sheng)耐药菌,受热(re)易分解 |
抗菌材料分类及其(qi)优缺点(dian)
由表(biao)可知，相比于天然抗(kang)菌(jun)材料其抗(kang)菌(jun)效果持续时间较短和有(you)机抗(kang)菌(jun)材料其较强的毒性，无机抗(kang)菌(jun)材料具有(you)化(hua)学性质(zhi)稳定，抗菌(jun)效果持(chi)久性好(hao)，使(shi)用安全的特点，这为抗(kang)菌陶瓷在(zai)日常生活中使(shi)用打下了(le)基础。近(jin)年来研究(jiu)的无(wu)机抗(kang)菌材(cai)料可以细分为三类：
（1）金属离子型无(wu)机抗(kang)菌材(cai)料
金属离子(zi)型(xing)无机(ji)抗菌材(cai)料(liao)主要是(shi)金属离子(zi)直接作用于细菌，抑制细菌生(sheng)长或(huo)将细菌杀死，其用途最(zui)广、产量最大。其中(zhong)银离(li)(li)(li)子抗菌(jun)(jun)效果最强(qiang)，过(guo)往研究最多的(de)就是(shi)银离(li)(li)(li)子，近年来，铜、锌、铁离(li)(li)(li)子等(deng)也受(shou)到了广泛的(de)关注。目前的(de)研究认为，银、铜等(deng)金属离(li)(li)(li)子的(de)抗菌(jun)(jun)机理是(shi)：1.阻碍微(wei)生物的呼吸(xi)；2.阻碍微(wei)生物酶(mei)的合成、破坏蛋白(bai)质、损伤细(xi)胞膜；3.干扰DNA的结合。
（2）光(guang)催化抗菌(jun)材料
光催(cui)化抗菌(jun)材料是(shi)指金属氧化物(wu)（如常见的ZnO、SiO2、TiO2）必须在有(you)光照的(de)(de)情况(kuang)下，才(cai)能(neng)具(ju)有(you)抗(kang)菌(jun)效果(guo)。抗(kang)菌(jun)机理主要(yao)是金属氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)可以吸(xi)收(shou)光能(neng)，发(fa)(fa)生电子跃迁，生成带有(you)强(qiang)氧化(hua)还(hai)原(yuan)性(xing)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)质。该物(wu)(wu)(wu)质与(yu)细(xi)菌(jun)细(xi)胞内的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)质发(fa)(fa)生反应，阻碍(ai)了细(xi)胞内物(wu)(wu)(wu)质的(de)(de)正常合成，从而达到(dao)抑(yi)制细(xi)菌(jun)生长(zhang)的(de)(de)作用。光催(cui)化(hua)性(xing)抗(kang)菌(jun)材料对大部(bu)分细(xi)菌(jun)具(ju)有(you)很(hen)强(qiang)的(de)(de)抑(yi)制效果(guo)，而且作用(yong)条件简单、安全，化学(xue)性(xing)质稳定。
（3）复合型无(wu)机抗(kang)菌材料
为了克服单一金属(shu)离子型无机抗菌(jun)剂的(de)缺(que)陷，人们采(cai)用将多种离子进行(xing)复合制(zhi)备无机抗菌(jun)材(cai)料。目前出现了很多复合型抗菌(jun)材(cai)料，主(zhu)要有：无机-无机复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)、无机-有机复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)、稀土元(yuan)素激活银系、金属离子(zi)与光催化(hua)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)、光催化(hua)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)。相对于单一(yi)金属离子(zi)型(xing)(xing)抗(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料，复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)抗(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料有其自身的(de)优点：无机-有机复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)抗(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料的(de)抗(kang)菌(jun)(jun)性既克服(fu)了有机抗(kang)菌(jun)(jun)剂(ji)(ji)易洗(xi)脱、耐热性不好等缺点又克服(fu)了无机抗(kang)菌(jun)(jun)剂(ji)(ji)抗(kang)菌(jun)(jun)的(de)局(ju)限性，并综合(he)(he)(he)了两者的(de)优点：即复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)无机抗(kang)菌(jun)(jun)剂(ji)(ji)具有有机系的(de)即(ji)效性、持续(xu)性(xing)和(he)无机系(xi)的安全性、无变色性等(deng)特(te)点。
东陶（TOTO）海洁特赛乐(le)板抗菌效果图
抗菌陶瓷的制备
那么如何制备(bei)一(yi)块性能(neng)优良的抗(kang)菌瓷砖呢？目前业(ye)内(nei)以日(ri)本伊奈公(gong)司（INAX）和东陶公司(si)（TOTO）为(wei)代表，逐(zhu)渐形成了两大技术流(liu)派：金(jin)属离子(zi)掺杂型制(zhi)备方法和(he)光催(cui)化表面镀膜型(xing)制备方法。一种是(shi)将无机抗菌剂掺入(ru)面釉中，制得 抗(kang)菌面(mian)(mian)釉浆料(liao)，将其涂敷于陶瓷(ci)器表面(mian)(mian)，最后经烧结可制(zhi)得抗(kang)菌陶瓷(ci)。但此种方法制(zhi)备的抗(kang)菌陶瓷(ci)对抗(kang)菌材料(liao)耐热(re)性(xing)的要(yao)求十分高，抗菌材料(liao)不宜寻得，另外烧制过(guo)程的(de)工(gong)艺复(fu)杂(za)。另(ling)一(yi)种抗(kang)(kang)菌陶(tao)(tao)瓷(ci)制备方法即在烧(shao)结好的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)表面镀一(yi)层抗(kang)(kang)菌薄(bo)膜，以达到抗(kang)(kang)菌的(de)效(xiao)果。接下来(lai)我们重点介绍光催化表面镀膜型抗(kang)(kang)菌陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)制备方法：
（一）浸渍提拉(la)法
浸渍提拉(la)法主要(yao)分为三个步骤：（1）制备溶胶(jiao)-凝胶(jiao)溶液；（2）提拉浸渍基质(zhi)；（3）干燥焙烧(shao)(shao)基质(zhi)成膜。一般来说，溶胶(jiao)-凝胶(jiao)法与传统的烧(shao)(shao)结(jie)方法相(xiang)比较有以下优点：（1）成膜均匀度(du)高，尤其是多组分制品，其均匀(yun)度可达分子(zi)或原子(zi)尺寸；（2）成膜纯度高，由于所用原料的纯度高，并且溶剂(ji)杂质在初处理(li)过程中易被(bei)除去；（3）焙烧温度比传统(tong)方法(fa)低，因为所(suo)需的生成物在焙烧前已经初步成型，形成凝胶的比表面(mian)积很大；（4）反应过程易于控(kong)制，可(ke)大幅(fu)减(jian)少副反应的(de)发生，并可(ke)避(bi)免结晶等。
浸渍提(ti)拉法示意图
（二）MOCVD
MOCVD法(fa)是将N2或Ar等惰性气(qi)体以载气(qi)的(de)形式通过含钛的(de)金(jin)属(shu)有(you)机(ji)物，当气(qi)相中的(de)金(jin)属(shu)有(you)机(ji)物浓度达到一(yi)定恒定值时，在高温条件(jian)下分解(jie)有(you)机(ji)物，Ti便以TiO2的形(xing)式沉积在基质上。使(shi)用该方法可(ke)以(yi)在几何形(xing)状复(fu)杂的基体表面(mian)涂(tu)覆，制备的涂(tu)层(ceng)与基底结合十(shi)分牢固。MOCVD技术的优点有结(jie)晶(jing)结(jie)构和氧(yang)化程度易(yi)控(kong)制，沉积温(wen)度低和沉积速率高，薄膜的(de)致(zhi)密性、均匀性和(he)覆(fu)盖性较(jiao)好，可按预期生长(zhang)多(duo)组(zu)元和多(duo)层结构的多(duo)功能(neng)(neng)金(jin)属氧(yang)化物薄膜，能(neng)(neng)直(zhi)接由实验室转(zhuan)工业规模生产(chan)等。
（三(san)）物(wu)理气相(xiang)沉积法（PVD）
物(wu)理(li)气相沉积(ji)法(fa)是利用热蒸发或辉光放(fang)电(dian)等物(wu)理(li)过程(cheng)，在基材表面(mian)沉积(ji)所需要的(de)涂层，该(gai)法(fa)是制备硬质镀(du)(du)层的(de)常用技术。其包括真空蒸发镀(du)(du)膜、离(li)子(zi)镀(du)(du)和溅射(she)镀(du)(du)膜。PVD法沉(chen)积温度较低，因此基底(di)不(bu)易(yi)变形(xing)、开裂，并能(neng)保证(zheng)镀层性能(neng)。TiO2薄膜可通过电(dian)子(zi)(zi)束(shu)蒸发(fa)、活化反应蒸发(fa)、离子(zi)(zi)束(shu)溅射(she)、离子(zi)(zi)束(shu)团束(shu)（ICB）技术、直(zhi)流（交流）反应磁控(kong)溅(jian)射等物理气相沉积方法制备。
PVD真空镀膜技术示意图
（四(si)）电(dian)泳
电(dian)泳法是(shi)利用(yong)带电(dian)粒(li)子的(de)迁(qian)移(yi)，在(zai)一定的(de)直流偏压下使粒(li)子聚(ju)集在(zai)导电(dian)基(ji)底上形(xing)成均匀的(de)薄膜的(de)成膜技术。电(dian)泳法制备的(de)薄膜具有(you)高平整度与高粗糙度的特(te)点(dian)，薄膜(mo)的厚度可以通过成(cheng)膜(mo)电流及成(cheng)膜(mo)时间(jian)来(lai)进(jin)(jin)行(xing)(xing)控制(zhi)(zhi)。应用电化学方(fang)法制(zhi)(zhi)备的薄膜(mo)，也需要对膜(mo)进(jin)(jin)行(xing)(xing)热处理，该方(fang)法最大的缺点(dian)是(shi)必须依附在导电(dian)基底上(shang)成膜，但同时也正是(shi)由(you)于导(dao)电基底的(de)依附，成膜的(de)效果有望获得更优良的光催化(hua)性质(zhi)。
电(dian)泳法(fa)镀膜示意图
（五）液相沉积法（LDP）
液(ye)相沉积法(fa)是利用水溶液(ye)中氟的(de)金属(shu)(shu)配离子和金属(shu)(shu)氧(yang)化物(wu)(wu)之(zhi)间发生的(de)化学(xue)平衡反应，将金属(shu)(shu)氧(yang)化物(wu)(wu)沉积到反应液(ye)中的(de)底物(wu)(wu)上。此(ci)法(fa)特点在于只要(yao)用普通的(de)设备就可将TiO2膜沉积在各种形状(zhuang)的基底上，TiO2成膜厚(hou)度和(he)晶相都可实(shi)现人(ren)工可控，但缺(que)点(dian)是不易得到纯的TiO2膜。
液(ye)相沉(chen)积法(fa)制(zhi)备(bei)TiO2薄(bo)膜示意图
（六）TiO2粉末(mo)料浆(jiang)法
TiO2粉末料浆法是以TiO2粉末为(wei)原(yuan)料，将其在有添加(jia)剂的(de)水中分散并制成 TiO2浆液，再将其负载在基底上，干(gan)燥后洗去附着不牢(lao)固的TiO2粉(fen)末，即可(ke)用于光催化反(fan)应。此法的优点是可(ke)保(bao)持TiO2粉体(ti)良好的光(guang)催化(hua)性能，不需(xu)要高(gao)温焙烧过程，故(gu)载体(ti)就(jiu)可选用不耐高(gao)温(wen)的有机(ji)材料，应用更加广(guang)泛，但缺点在(zai)于(yu)涂层厚(hou)度不易(yi)控制。
结语
随着生活水平的(de)提(ti)(ti)高(gao)以及健(jian)康意识的(de)提(ti)(ti)升，社会公众对具有健(jian)康功(gong)能的(de)产品越(yue)来越(yue)关注。消(xiao)费(fei)者对产品健(jian)康功(gong)能的(de)关注，反(fan)应到瓷砖(zhuan)产品上，就(jiu)是对抗菌瓷砖(zhuan)这一品类产品的(de)认可。消(xiao)费(fei)者对抗菌功(gong)能的(de)认可，就(jiu)为抗菌瓷砖(zhuan)的(de)市场推(tui)广提(ti)(ti)供了消(xiao)费(fei)群体基础。因此，在当前新冠肺炎疫情影(ying)响(xiang)持续发酵和(he)“房子(zi)是(shi)用来住的，不(bu)是(shi)用来炒的”的房地产(chan)政策调控(kong)形势(shi)下(xia)，开发抗菌瓷砖(zhuan)，对于(yu)瓷砖(zhuan)企(qi)业而(er)言(yan)，是(shi)应对产(chan)业危(wei)机、迎合(he)消费需求的一个(ge)可行选(xuan)择。而(er)其(qi)市场前景(jing)，也(ye)非(fei)常值得期待。
参考来源：
（1）Zn/Ce、Zn/Y离子掺杂TiO2制(zhi)备抗菌(jun)陶(tao)瓷及抗菌(jun)性的探讨，栾澈。
（2）Zn/Co共(gong)掺(chan)杂(za)TiO2纳米材(cai)料抗菌陶瓷的制备工艺及其性能研究，薛菲。
（3）常(chang)见抗菌(jun)材料的研(yan)究(jiu)进展，刘呈坤，江志(zhi)威(wei)，毛雪，吴(wu)红。
（4）抗菌技术及其在瓷(ci)砖(zhuan)中(zhong)的应(ying)用，张迎增。
（5）Zn、Zn/Ce、Zn/Y及B掺杂TiO2纳米材料的(de)抗(kang)(kang)菌(jun)性能及抗(kang)(kang)菌(jun)陶(tao)瓷的(de)制备，王昱征。
（6）液(ye)相沉积法制备TiO2薄膜的动力(li)学研究，丁(ding)希楼，张(zhang)国(guo)栋。
粉体圈(quan)小郑
