[發明專利]一種三重殺菌復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610244476.9
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105753115B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 陳守剛;岳龍飛;王龍強
• 申請（專利權）人: 陳守剛
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 王鐸

本發明公開了一種三重殺菌復合材料及其制備方法。首先對三維多孔材料進行預處理，干燥；再在三維多孔材料上通過原位聚合包覆一層導電高分子材料；以乙二醇為溶劑，配制鹽酸、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸銀的混合溶液，將上述所制備的材料放入反應釜中進行水熱反應，然后將得到的產品離心，乙醇清洗，最終形成銀納米線/導電高分子/多孔材料的三重殺菌復合材料。本發明中所制備的復合材料由于導電高分子的加入增強了整個復合材料導電能力，使元件在電場下的殺菌能力上更出色，而且導電高分子存在的納米級微粒，極大增加了材料的比表面積，能夠增強對銀納米線的吸附能力，使該復合材料具有更好的長效穩定性。本發明的制備方法操作簡單，成本低廉，可實現宏量化可控制備，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及一種環保殺菌材料的制備領域，特別是涉及一種具有高抗菌性能和長效穩定性的銀納米線/導電高分子/多孔材料的殺菌復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，人們生活水平也日益提高，但相應的環境污染卻越來越嚴重，其中水資源問題已嚴重威脅到人們的生活健康。世界衛生組織調查指出，人類疾病80％與水有關。在國際上，特別是發展中國家，情況更加嚴重。每年因飲用污染水引起上億人得腹瀉病，約200萬兒童死亡；有約2億人感染腸道病毒，有2010人死亡。我國有82%的人飲用淺井和江河水,其中水源細菌超過衛生標準的占75%，近年來，我國傷寒、細菌性痢疾、傳染性肝炎、腹瀉等疾病屢有發生，都與水污染有關，而這些數據每年均呈上升趨勢。因此，如何能高效，節能，低成本的對水進行處理成為人們迫切需要解決的問題。目前，氯氣或者二氧化氯是自來水殺菌消毒方案中最為經濟高效的一種，但其易產生致癌性的消毒副產物，而用膜過濾法和紫外殺菌由于其高能耗，高的維護運行成本導致其應用受到了限制。

David T.Schoen等人首次報道了將棉花浸入銀納米線和碳納米管的混合液中做成銀納米線—導電載體的復合材料，應用20V的外加電壓對大腸桿菌的水樣的殺菌率可達80-90%。但這種材料是將海綿采用直接浸泡銀納米線的方式制備所得，銀納米線的結合力欠佳。隨后也有許多的相關研究，如公開號為CN 102600839 A的中國專利公開了一種負載銀納米線的導電載體及其制備方法與應用，其將銀納米線直接膠黏到導電載體上，在10V外加電壓下對大腸桿菌殺菌率在57%-100%。但其所應用的膠黏劑對材料在導電性方面存在影響，且導電載體多為碳布等，水體通過載體的流速較小，限制了其在大規模水處理方面的應用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種殺菌性能強，具有長效穩定性的三重殺菌復合材料及其制備方法。

本發明采用在三維多孔材料上通過原位聚合包覆一層導電高分子材料，以增強三維多孔材料的導電性和附著力，在此基礎上利用水熱法在導電高分子表面生長銀納米線，最終形成銀納米線/導電高分子/多孔材料的三重殺菌復合材料。

本發明具體的技術方案包括如下步驟：

（1）三維多孔材料上包覆導電高分子材料

先將三維多孔材料進行預處理，干燥；再在三維多孔材料上通過原位聚合包覆一層導電高分子材料；

（2）水熱法生長銀納米線

以乙二醇為溶劑，配制鹽酸、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸銀的混合溶液，將步驟（1）所制備的材料放入反應釜中進行水熱反應，然后將得到的產品離心，乙醇清洗，最終形成銀納米線/導電高分子/多孔材料的三重殺菌復合材料。

步驟（1）所述的三維多孔材料包括聚氨酯海綿、殼聚糖、海藻酸鈉、多壁碳納米管、石墨烯及其復合海綿。

步驟（1）所述的三維多孔材料的預處理方法為分別在丙酮和乙醇中超聲處理后用蒸餾水清洗干凈。

步驟（1）所述的導電高分子材料包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩這類環境穩定性好的結構型導電高分子材料。