[發明專利]一種功能性細菌纖維素的制備方法

在審

• 申請號: 201810363377.1
• 申請日: 2018-04-21
• 公開（公告）號: CN108607607A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 鳳權;魏安靜;胡金燕;鳳任飛;李偉剛
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J31/38;B01J35/00;B01J37/32;B01J37/34
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發明公開了一種功能性細菌纖維素的制備方法，涉及功能纖維素技術領域，該制備方法以細菌纖維素、納米TiO₂和Ag離子為原料，采用添加納米TiO₂的營養液進行細菌纖維素的培養，然后將培養出的細菌纖維素進行水洗、堿煮、在水洗和冷凍干燥處理后，最后冷凍干燥后的細菌纖維素采用磁控濺射技術進行Ag離子濺射，制備的功能性細菌纖維素相對于純細菌纖維素具有良好的光催化性能，采用磁控濺射技術將銀離子沉積在細菌纖維素表面，使銀離子均勻且牢固負載在細菌纖維素上，有效提高Ag沉積的TiO₂量子產率。

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，涉及細菌纖維素技術領域，具體涉及一種功能性細菌纖維素的制備方法。

背景技術

自然界中有少數細菌可以產生纖維素，其中木醋菌屬中的木醋桿菌合成纖維素的能力最強，具有大規模生產的能力。為了區別于植物來源的纖維素,稱微生物合成的纖維素為細菌纖維素(Bacterial cellulose，簡稱BC)。它是一種多孔性網狀納米級生物高分子聚合物，具有獨特的超精細納米網絡結構、良好的持水性和吸水性以及優異的機械性能和生物相容性等特點。基于以上優點，細菌纖維素開始被應用于光催化領域，但是由于其本身功能性的不足而需要進行進一步的功能整理。

納米TiO₂是一種白色、無毒的粉末。它的優點主要有抗化學和光腐蝕、光催化活性高、對廢水中的有機物降解無選擇性、無二次污染等優點，是目前被稱為擁有廣闊應用前景的光催化劑。研究表明，在TiO₂材料中摻雜其他物質對其改性，如有機染料，聚合物和金屬等，此類摻雜物質可成為光生電子和空穴的捕獲阱，能夠降低電子和空穴對的復合幾率，同時降低TiO₂禁帶寬度，從而增強TiO₂對光的利用。貴金屬沉積所形成的金屬－半導體電極，能使光生電子在Ag島上富集，光生空穴向TiO₂晶粒表面遷移，從而促進光生電子和空穴的有效分離。

磁控濺射是由二極濺射基礎上發展而來，在靶材表面建立與電場正交磁場，解決了二極濺射沉積速率低，等離子體離化率低等問題，成為目前鍍膜工業主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術相比具有如下特點：可制備成靶的材料廣，幾乎所有金屬，合金和陶瓷材料都可以制成靶材；在適當條件下多元靶材共濺射方式，可沉積配比精確恒定的合金；在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體，可沉積形成靶材物質與氣體分子的化合物薄膜；通過精確地控制濺射鍍膜過程，容易獲得均勻的高精度的膜厚；通過離子濺射靶材料物質由固態直接轉變為等離子態，濺射靶的安裝不受限制，適合于大容積鍍膜室多靶布置設計；濺射鍍膜速度快，膜層致密，附著性好等特點，很適合于大批量，高效率工業生產。

發明內容

根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種將細菌纖維素、磁控濺射技術、銀離子與納米TiO₂的優點相結合，使納米TiO₂有效地負載在細菌纖維素這樣載體上，提高光的利用率，進而有效提升光催化效率的功能性細菌纖維素的制備方法，為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種功能性細菌纖維素的制備方法，具體步驟如下：

1)將胰蛋白胨、酵母粉和甘露醇配置成營養液，將營養液分裝并加入納米TiO₂顆粒，最后將營養液進行高溫滅菌，無菌冷卻，在細菌纖維素培養中加入納米TiO₂顆粒，將細菌纖維素作為納米TiO₂的載體，防止納米TiO₂顆粒發生集聚、失活，提高對光的利用率，使其能夠更好的應用于光催化領域；

2)將原菌液加入冷卻后的營養液中進行接種，將接種好的營養液進行靜態培養；

3)將培養的細菌纖維素取出，依次進行去離子水沖洗、堿煮、去離子水沖洗至中性、去離子水水洗和冷凍干燥；