本發(fā)明涉及一種鞋墊，尤其涉及一種復(fù)合光催化材料的應(yīng)用和殺菌除臭鞋墊、鞋及制備方法。
背景技術(shù)：
如今隨著人們的生活節(jié)奏日見(jiàn)加快、工作愈加繁忙，人們也越來(lái)越注重自我保健。腳部是人身非常重要的部分，其上密布著豐富的毛細(xì)血管和重要的穴位，對(duì)腳部的保健理療可消除周身疲勞。由于腳部運(yùn)動(dòng)量大、出汗較多，而且鞋內(nèi)的環(huán)境呈封閉狀，容易滋生細(xì)菌，容易對(duì)腳部的健康產(chǎn)生不利影響，比如易感染上各類(lèi)皮膚病，如腳氣、腳汗、腳臭是日常生活中常見(jiàn)的病癥，是由真菌感染而引起的皮膚病，給人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)諸多不便。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合光催化材料的應(yīng)用和殺菌除臭鞋墊、鞋及制備方法，所述復(fù)合光催化材料為石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料，將此復(fù)合光催化材料用于制備殺菌除臭鞋墊，使鞋墊具有高效的殺菌功能，旨在解決鞋內(nèi)容易滋生細(xì)菌影響腳部的健康的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種復(fù)合光催化材料的應(yīng)用，其中，所述復(fù)合光催化材料為石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料，將所述復(fù)合光催化材料用于制備殺菌除臭鞋墊或鞋子。
一種殺菌除臭鞋墊，其中，所述殺菌除臭鞋墊中包含有復(fù)合光催化材料，所述復(fù)合光催化材料為石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料。
所述的殺菌除臭鞋墊，其中，所述殺菌除臭鞋墊包括功能層和底層，所述功能層中填充有所述復(fù)合光催化材料，功能層與底層以縫制的方式相連接。
一種殺菌除臭鞋，所述殺菌除臭鞋包括中底板，其中，所述中底板上包含有復(fù)合光催化材料，所述復(fù)合光催化材料為石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料。
一種如上所述的殺菌除臭鞋墊的制備方法，其中，包括以下步驟：
將石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料用酒精、丙酮或異丙醇中的其中的一種，配置成濃度為3～10wt％的懸浮液，超聲分散；
把織物放入上述步驟所配置的懸浮液中浸泡5～15min；
浸泡結(jié)束后，取出晾置，將織物進(jìn)行加熱干燥。
所述的殺菌除臭鞋墊的制備方法，其中，所述織物的材質(zhì)為普通的棉或者麻；所述加熱干燥的過(guò)程為在60～80℃的干燥箱內(nèi)烘烤45～55min。
所述的殺菌除臭鞋墊的制備方法，其中，所述石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料采用以下方法制備得到：
a、把石墨粉和無(wú)水硝酸鈉緩慢倒入冰浴中的濃硫酸，邊攪拌溶液邊加入高錳酸鉀，再加入雙氧水還原剩余的二氧化錳；將所得混合液過(guò)濾，并用離子水洗滌數(shù)次，真空脫水干燥；將所得干燥所得的固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下350～400℃煅燒2～3小時(shí)，得到還原后的石墨烯粉末；
b、將還原后的石墨烯粉末倒入無(wú)水乙醇中，超聲分散1-3h，得到濃度為0.1-2wt％的石墨烯無(wú)水乙醇分散液；
c、在石墨烯無(wú)水乙醇分散液中加入適量濃硝酸，調(diào)節(jié)其pH至3-4；磁力攪拌的同時(shí)向其中緩慢滴加鈦酸正丁酯，滴加量為步驟b中所用無(wú)水乙醇體積的20％-30％；待鈦酸正丁酯滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌1-3h，得到均勻混合的膠體；
d、將均勻混合的膠體進(jìn)行離心分離，用無(wú)水乙醇進(jìn)行洗滌，真空干燥；
e、將前一步驟所得固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下380-530℃煅燒2-3h，得到石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料。
所述的殺菌除臭鞋墊的制備方法，其中，步驟a中，石墨粉和無(wú)水硝酸鈉的質(zhì)量比為1:1～2:1。
所述的殺菌除臭鞋墊的制備方法，其中，步驟a中，真空脫水干燥的條件為40-60℃干燥18-30h；
步驟c中，真空干燥的條件為40-60℃干燥18-30h。
所述的殺菌除臭鞋墊的制備方法，其中，步驟a中，雙氧水為體積分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水。
有益效果：本發(fā)明提供一種復(fù)合光催化材料、殺菌除臭鞋墊、鞋及制備方法，所述復(fù)合光催化材料為石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料，將此復(fù)合光催化材料用于制備殺菌除臭鞋墊，使鞋墊具有高效的殺菌功能。也可將所述復(fù)合光催化材料用于制備殺菌除臭鞋，在鞋子的中底板上涂覆所述復(fù)合光催化材料，使鞋子具有高效的殺菌功能。所述復(fù)合光催化材料在殺滅腳部產(chǎn)生的真菌時(shí)沒(méi)有選擇性，能夠去除97％以上的真菌種類(lèi)，且成本低，工藝簡(jiǎn)單，自然環(huán)保，對(duì)人體完全無(wú)害。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明提供的殺菌除臭鞋墊的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種復(fù)合光催化材料的應(yīng)用和殺菌除臭鞋墊、鞋及制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明中提供一種復(fù)合光催化材料的應(yīng)用，所述復(fù)合光催化材料為石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料，將此復(fù)合光催化材料用于制備殺菌除臭鞋墊，使鞋墊具有高效的殺菌功能。也可將所述復(fù)合光催化材料用于制備殺菌除臭鞋 子，在鞋子的中底板涂覆上所述復(fù)合光催化材料，使鞋子具有殺菌除臭的功能。所述復(fù)合光催化材料通過(guò)把石墨烯與粉末狀的二氧化鈦材料相互復(fù)合，不僅利用了二氧化鈦的光催化效果，而且充分利用了石墨烯獨(dú)特的電子傳輸特性，極大地提高了二氧化鈦的光催化效率。該復(fù)合光催化材料可以很好地應(yīng)用在殺菌除臭鞋墊或真菌凈化盒的生產(chǎn)工藝中，因?yàn)槠渚哂懈咝У臍⒕δ?，其殺菌是利用了催化劑?duì)真菌的分解作用而實(shí)現(xiàn)，不需要特殊光源，日常光照10-30min即可，及且該種復(fù)合光催化材料在殺滅腳部產(chǎn)生的真菌時(shí)沒(méi)有選擇性，能夠去除97％以上的真菌種類(lèi)。
本發(fā)明中還提供一種殺菌除臭鞋墊，所述殺菌除臭鞋墊中包含有上述復(fù)合光催化材料，由于鞋墊中含有具有高效殺菌功能的復(fù)合光催化材料，使得鞋墊具有自我清潔、殺菌除臭、治療腳氣的功效。具體地，如圖1所示，所述殺菌除臭鞋墊包括功能層12和底層11，所述功能層12的中填充有上述復(fù)合光催化材料，功能層與底層以縫制的方式相連接。所述功能層12可以由厚度為0.5-1mm的織物制成，織物的空隙中填充有上述復(fù)合光催化材料。
本發(fā)明中還提供所述殺菌除臭鞋墊的制備方法，包括以下步驟：
(1)將石墨烯與二氧化鈦的復(fù)合光催化材料用酒精、丙酮或異丙醇其中的一種，配置成濃度為3～10wt％的懸浮液，超聲分散0.5-1h。
(2)把制作好的織物，放入上述步驟(1)所配置的懸浮液中浸泡5～15min。所述織物的材質(zhì)可以為普通的棉或者麻。
(3)浸泡結(jié)束后，取出晾置10-20min，然后將織物放入60～80℃的干燥箱內(nèi)烘烤45～55min。經(jīng)過(guò)干燥后，使織物中的溶劑揮發(fā)，同時(shí)復(fù)合光催化材料與織物之間能緊密結(jié)合。
本發(fā)明中還提供所述復(fù)合光催化材料的制備方法，具體包括以下步驟：
(1)把石墨粉和無(wú)水硝酸鈉緩慢倒入冰浴中的濃硫酸，邊攪拌溶液邊加入高錳酸鉀，再加入體積分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水還原剩余的二氧化錳；將所得混合液過(guò)濾，并用去離子水洗滌數(shù)次，放入真空箱內(nèi)脫水干燥40-60℃干燥18-30h； 將干燥所得的固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于350～400℃煅燒2～3小時(shí)，得到還原后的石墨烯粉末。其中，石墨粉和無(wú)水硝酸鈉的質(zhì)量比為1:1～2:1。石墨粉和高錳酸鉀的質(zhì)量比約為1:2～1:4。所述雙氧水的用量為使剩余的二氧化錳還原完畢即可。所述濃硫酸的用量為適量，幾滴即可。
(2)將上述所得石墨烯粉末倒入無(wú)水乙醇中，超聲分散1-3h，得到濃度為0.1％-2％(wt％)的石墨烯無(wú)水乙醇分散液。
(3)在上述氧化石墨的無(wú)水乙醇分散液中加入幾滴(3-5滴左右)濃硝酸，調(diào)節(jié)其pH為3-4，磁力攪拌的同時(shí)向其中緩慢滴加鈦酸正丁酯，滴加量為步驟(2)中所加入無(wú)水乙醇體積的20％-30％，待鈦酸正丁酯滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌1-3h，得到均勻混合的膠體。
(4)將(3)步驟所得混合物進(jìn)行離心分離，用無(wú)水乙醇進(jìn)行洗滌，40-60℃下真空干燥18-30h。
(5)將上述所得固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下380-530℃煅燒2-3h，得到石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合材料。
以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
將250mL的反應(yīng)瓶置于冰浴中，加入適量的濃硫酸，邊攪拌邊加入2g石墨粉和2g硝酸鈉的固體混合物，再加入6g高錳酸鉀，攪拌反應(yīng)40min，然后加入2mL的30％的雙氧水，繼續(xù)攪拌10min，趁熱過(guò)濾，并用去離子水洗滌三次，真空干燥箱內(nèi)60℃干燥24h。將干燥所得的固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于400℃煅燒2小時(shí)，得到還原后的石墨烯粉末；取30mg石墨烯粉末加入60mL無(wú)水乙醇中，超聲分散1h，得到石墨烯無(wú)水乙醇分散液，先滴加3-5滴濃硝酸，然后將15mL鈦酸正丁酯緩慢滴加入該分散液中，繼續(xù)攪拌1h，再將上述所得混合膠體進(jìn)行離心分離，并用無(wú)水乙醇進(jìn)行多次洗滌后放入真空干燥箱60℃干燥24h，所得固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下450℃煅燒3h，得到石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合光催化材料。
將石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合材料用酒精配置成濃度為3wt％的懸浮液，超聲分散1h；把制作好的織物，其材質(zhì)為普通的棉或者麻，放入所配置的懸浮液中浸泡5min；浸泡結(jié)束后，取出晾置10min，然后將織物放入70℃的干燥箱內(nèi)烘烤45min，使溶劑揮發(fā)的同時(shí)，復(fù)合材料與織物之間緊密結(jié)合，制得鞋墊的功能層。
將鞋墊的功能層與底層縫制成一體，制成殺菌除臭鞋墊。A先生患腳氣，腳部癢痛、發(fā)臭。右腳用普通鞋墊(不含復(fù)合光催化材料或任何藥物)，左腳用本實(shí)施例殺菌除臭鞋墊，每日換下鞋子后陽(yáng)臺(tái)晾曬10min-30min，連續(xù)穿該鞋子一周，右腳癢痛發(fā)臭癥狀持續(xù)中，左腳已無(wú)癢痛發(fā)臭現(xiàn)象。
實(shí)施例2
將250mL的反應(yīng)瓶置于冰浴中，加入適量的濃硫酸，邊攪拌邊加入2g石墨粉和1g硝酸鈉的固體混合物，再加入6g高錳酸鉀，攪拌反應(yīng)40min，然后加入2mL的30％的雙氧水，繼續(xù)攪拌5min，趁熱過(guò)濾，并用去離子水洗滌三次，真空干燥箱內(nèi)60℃干燥24h。將干燥所得的固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于350℃煅燒3小時(shí)，得到還原后的石墨烯粉末；取15mg石墨烯粉末加入60mL無(wú)水乙醇中，超聲分散2h，得到石墨烯無(wú)水乙醇分散液，先滴加3-5滴濃硝酸，然后將15mL鈦酸正丁酯緩慢滴加入該分散液中，繼續(xù)攪拌1h，再將上述所得混合膠體進(jìn)行離心分離，并用無(wú)水乙醇進(jìn)行多次洗滌后放入真空干燥箱50℃干燥20h，所得固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下500℃煅燒2h，得到石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合材料。
將石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合材料用丙酮配置成濃度為6wt％的懸浮液，超聲分散1h；把制作好的織物，其材質(zhì)為普通的棉或者麻，放入所配置的懸浮液中浸泡10min；浸泡結(jié)束后，取出晾置10min，然后將織物放入60℃的干燥箱內(nèi)烘烤50min，使溶劑揮發(fā)的同時(shí)，復(fù)合材料與織物之間緊密結(jié)合，制得鞋墊的功能層。
將鞋墊的功能層與底層縫制成一體，制成殺菌除臭鞋墊。B先生患腳氣，腳部癢痛、發(fā)臭。右腳用普通鞋墊，左腳用本實(shí)施例殺菌除臭鞋墊，每日換下鞋 子后陽(yáng)臺(tái)晾曬10min-30min，連續(xù)穿該鞋子一周，右腳癢痛發(fā)臭癥狀持續(xù)中，左腳已無(wú)癢痛發(fā)臭現(xiàn)象。
實(shí)施例3
將250mL的反應(yīng)瓶置于冰浴中，加入適量的濃硫酸，邊攪拌邊加入2g石墨粉和2g硝酸鈉的固體混合物，再加入6g高錳酸鉀，攪拌反應(yīng)40min，然后加入2mL的30％的雙氧水，繼續(xù)攪拌10min，趁熱過(guò)濾，并用去離子水洗滌三次，真空干燥箱內(nèi)60℃干燥24h。將干燥所得的固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于400℃煅燒2小時(shí)，得到還原后的石墨烯粉末；取60mg石墨烯粉末加入60mL無(wú)水乙醇中，超聲分散3h，得到石墨烯無(wú)水乙醇分散液，先滴加5滴濃硝酸，然后將15mL鈦酸正丁酯緩慢滴加入該分散液中，繼續(xù)攪拌2h，再將上述所得混合膠體進(jìn)行離心分離，并用無(wú)水乙醇進(jìn)行多次洗滌后放入真空干燥箱60℃干燥24h，所得固體在氮?dú)獗Ｗo(hù)下400℃煅燒3h，得到石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合光催化材料。
將石墨烯與納米二氧化鈦復(fù)合材料用丙酮配置成濃度為10wt％的懸浮液，超聲分散1h；把制作好的織物，其材質(zhì)為普通的棉或者麻，放入所配置的懸浮液中浸泡15min；浸泡結(jié)束后，取出晾置10min，然后將織物放入80℃的干燥箱內(nèi)烘烤55min，使溶劑揮發(fā)的同時(shí)，復(fù)合材料與織物之間緊密結(jié)合，制得鞋墊的功能層。
將鞋墊的功能層與底層縫制成一體，制成殺菌除臭鞋墊。C先生患腳氣，腳部癢痛、發(fā)臭。左腳用普通鞋墊，右腳用本實(shí)施例殺菌除臭鞋墊，每日換下鞋子后陽(yáng)臺(tái)晾曬10min-30min，連續(xù)穿該鞋子一周，左腳癢痛發(fā)臭癥狀持續(xù)中，右腳已無(wú)癢痛發(fā)臭現(xiàn)象。
將實(shí)施例1～3的樣品送到檢測(cè)中心檢測(cè)其殺菌效果，其結(jié)果如下表1所示。樣品在“高檔風(fēng)量、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)、負(fù)離子開(kāi)啟”模式下工作60分鐘，對(duì)20m2密閉模擬實(shí)驗(yàn)室空氣中噴染的白色葡萄球菌的平均殺滅率為98.06％，此時(shí)白色葡萄球菌的自然衰亡率為11.47～12.68％。
表1
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。