[發明專利]一種殼聚糖多胺衍生物-載銀納米二氧化鈦復合材料

無效

• 申請號: 201110121711.0
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN102775646A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 汪中明;吳娜;韓克飛;朱紅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L5/08
• 分類號: C08L5/08;C08K3/22;C08K3/08;C08B37/08
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技術領域：

本發明涉及一種殼聚糖多胺衍生物-載銀納米二氧化鈦復合材料的制備。

背景技術：

近幾年來，殼聚糖作為一種天然無毒、可生物降解的環境友好材料，其應用已顯示了誘人的發展前景。在環境保護、化工、化妝品、食品工業、重金屬處理、醫藥、分離膜材料、醫療用品、以及生物工程等方面都有廣泛的用途。由于殼聚糖具有直鏈型骨架，鏈上連接著許多的羥基、氨基和部分N-乙酰氨基，形成了分子內和分子間氫鍵，極性強，使得殼聚糖材料易結晶，結構致密，溶解性較差，極大地限制的它的應用范圍，因此需要對其進行結構修飾。通過引入新的分子基團改變或破壞原有分子的晶體結構，改善其溶解性，使其在某一領域的應用上具有更大的優勢，得到更多廣泛的應，因此制備各種化學改性的殼聚糖已經成為科學家的研究熱點之一。例如為了提高殼聚糖和金屬離子的螯合性，制備了殼聚糖的大環多胺衍生物(Yang?Z.et?al.J?Appl.Polym.Sci.，2003，89：924-929)，但由于引入的是環狀的多胺衍生物，因此氨基不夠自由，對殼聚糖的溶解性、分散性改進極其有限。Tang?X(Tang?X.et?al.Chem.Eng.Technol.，2007，30：955-961)等人將鏈狀的三乙烯四胺引入了殼聚糖，由于三乙烯四胺是雙官能團化合物，使殼聚糖鏈間發生了交聯，極大地降低了殼聚糖的溶解性，而且造成產物的結構復雜。

本專利在引入多乙烯多胺前先對其端位的氨基進行了保護，使殼聚糖只可以與多胺分子內的仲胺氮進行反應，不會發生交聯，產物也比較單一。通過進行一系列的化學改性，制得各種各樣的殼聚糖多胺衍生物，相應的這些衍生物在水環境中有害成分如重金屬離子的去除、抗菌性等方面有重要的應用前景。

納米二氧化鈦是當前很有應用潛力的一種寬禁帶的n型半導體納米材料，化學性質穩定，耐酸堿腐蝕，無毒，來源豐富，價格便宜，具有較強的光催化氧化能力，在治理環境污染和紡織品、衛生用品殺菌整理等方面都受到了廣泛的關注。但由于二氧化鈦的寬禁帶性質，需要在紫外光照射下才能發揮作用，而且催化效率低，應用范圍也很受限制，為了拓寬其應用范圍，已經進行了大量研究。目前主要的方法是在相應的顆粒上負載或復合上功能基團，提高光催化效率，將其激發波段擴展到可見光波段，提高了太陽光的利用率。中國專利申請CN1583901A公開了“一種納米二氧化鈦/納米銀涂料及其制備方法”，通過將納米二氧化鈦和納米銀進行混勻制備復合涂料，提高了納米二氧化鈦的抗菌性，拓寬了其應用領域。

復合材料，是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求，以代替很多傳統的材料。中國專利申請CN101297654A公開了“一種載銀二氧化硅-殼聚糖復合抗菌劑的制備方法”，這種方法雖然成功將殼聚糖和二氧化硅進行復合，但是沒有對殼聚糖進行化學修飾，而CN1927924A公開了一種殼聚糖的季銨鹽與有機蒙脫土納米復合材料。本專利將殼聚糖的多胺衍生物與納米載銀二氧化鈦顆粒制備了相應的復合材料，拓寬了殼聚糖的應用領域，提高了應用性能。

發明內容：

本發明的目的就是針對背景技術中各種材料的不足和缺陷，制備出一種復合材料，使其同時具備金屬銀、納米TiO₂和殼聚糖衍生物的優點，即價格低廉、廣譜性高、用量少、穩定性好等特點，又盡可能地克服二者在使用上表現出來的不足，期望帶來應用上的突破。

本發明的一種殼聚糖多胺衍生物-載銀納米二氧化鈦復合材料，其特征在于，所述的復合材料中殼聚糖多胺衍生物質量分數為10％-99.5％，其余為載銀納米二氧化鈦顆粒的質量含量。其中所用的殼聚糖多胺衍生物為不同鏈長的多胺基殼聚糖衍生物。

本發明的一種殼聚糖多胺衍生物-載銀納米二氧化鈦復合材料，其特征在于，所述的復合材料中載銀納米二氧化鈦中，兩組分所占總質量百分比分別為納米二氧化鈦50％-99.5％、銀0.5％-50％。

本發明的一種殼聚糖多胺衍生物-載銀納米二氧化鈦復合材料，其特征在于殼聚糖多胺衍生物和該衍生物與載銀納米二氧化鈦的復合，具體過程簡要描述如下：

1、殼聚糖多胺衍生物采用如下步驟制備。

1)、將商業的殼聚糖進行氨基保護；

2)、將氨基保護上的殼聚糖的羥基與二鹵代烷反應；

3)、將鹵代烷衍生化的殼聚糖與二胺或多胺反應后脫保護得殼聚糖多胺衍生物。

2、殼聚糖多胺衍生物及-銀納米二氧化鈦復合材料的制備方法如下：