[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910687328.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110436407B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林璟;胡杰濤;劉自力;劉曉國(guó);李榮;楊偉;喬智威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C25D11/26
• 分類(lèi)號(hào): C25D11/26;A01N59/16;A01P1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發(fā)明提供了一種高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法，包括以下步驟：(1)提供鈦基材并對(duì)鈦基材的表面進(jìn)行酸液清洗后干燥；(2)將步驟(1)處理后的鈦基材在恒定電壓下進(jìn)行陽(yáng)極氧化得到二氧化鈦納米管，所述恒定電壓的范圍為20V?40V；(3)將步驟(2)得到的二氧化鈦納米管進(jìn)行煅燒得到銳鈦礦型二氧化鈦納米管陣列，降至室溫；(4)在所述鈦礦型二氧化鈦納米管陣列上通過(guò)硅氧烷水解接枝含氟硅氧烷。本發(fā)明的方法使制備得到的高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料具有超疏水的特性從而很好的防止細(xì)菌黏附，使防細(xì)菌黏附率達(dá)到99.99％，制備方法簡(jiǎn)單，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

人類(lèi)生活環(huán)境中存在大量細(xì)菌微生物，細(xì)菌微生物繁殖的危害是食品工業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)用材料、生化工程、海洋船舶防腐防污、工業(yè)和飲用水安全等研究和應(yīng)用領(lǐng)域中涉及的一個(gè)具有共性的、基礎(chǔ)性和普遍性的重大問(wèn)題。細(xì)菌可以在適宜溫度及營(yíng)養(yǎng)物資下會(huì)迅速生長(zhǎng)增殖形成生物膜，導(dǎo)致材料的變質(zhì)腐敗發(fā)霉以及傷口化膿感染等現(xiàn)象，嚴(yán)重的威脅到人類(lèi)的身體健康。而微生物往往通過(guò)界面作用黏附在各類(lèi)材料表面，通過(guò)生長(zhǎng)繁殖形成黏附性的微生物膜，由此引起的致病菌傳播、微生物污染和腐蝕嚴(yán)重危害人類(lèi)健康和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)具有長(zhǎng)期抗菌特性以防止細(xì)菌黏附進(jìn)一步阻止菌斑形成的表面涂層材料非常有必要。

李亞明發(fā)明了一種二氧化鈦納米管陣列薄膜的制備方法(專(zhuān)利號(hào)為CN 105088312A)，先后通過(guò)兩次預(yù)處理和兩次陽(yáng)極氧化的方法，可控制備均一大小的納米管陣列，陽(yáng)極氧化電壓為60-70V，時(shí)間為3-4.5h，并在電阻爐中550℃-650℃下處理。其操作工序過(guò)于復(fù)雜，耗時(shí)費(fèi)能。此外，對(duì)于目前存在的高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法反應(yīng)條件過(guò)于復(fù)雜，且大部分都是物理共混抗菌劑本身不穩(wěn)定，抗菌性能不持久，且大部分高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料并不能阻止細(xì)菌在材料表面高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法及其應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)提供鈦基材并對(duì)鈦基材的表面進(jìn)行酸液清洗后干燥；

(2)將步驟(1)處理后的鈦基材在恒定電壓下進(jìn)行陽(yáng)極氧化得到二氧化鈦納米管，所述恒定電壓的范圍為20V-40V；

(3)將步驟(2)得到的二氧化鈦納米管進(jìn)行煅燒得到銳鈦礦型二氧化鈦納米管陣列，降至室溫；

(4)在所述鈦礦型二氧化鈦納米管陣列上通過(guò)硅氧烷水解接枝含氟硅氧烷。

本發(fā)明方法通過(guò)陽(yáng)極氧化制備具有羥基官能團(tuán)的二氧化鈦納米管陣列，通過(guò)精確調(diào)控陽(yáng)極氧化時(shí)間和煅燒溫度，使納米管陣列均勻且分布均一；進(jìn)一步通過(guò)硅氧烷水解接枝含氟硅氧烷，使制備得到的高效抗菌協(xié)同防細(xì)菌黏附納米材料具有超疏水的特性從而很好的防止細(xì)菌黏附，使防細(xì)菌黏附率達(dá)到99.99％。

優(yōu)選地，所述含氟硅氧烷為十七氟三乙氧基硅烷。

優(yōu)選地，所述硅氧烷水解的試劑為十七氟三乙氧基硅烷溶液，所述十七氟三乙氧基硅烷溶液中十七氟三乙氧基硅烷的質(zhì)量濃度為0.1％-2％，所述十七氟三乙氧基硅烷溶液的pH值為8-12。

優(yōu)選地，所述十七氟三乙氧基硅烷溶液由氨水調(diào)節(jié)pH值為10，所述十七氟三乙氧基硅烷溶液的溶劑為體積分?jǐn)?shù)95％的乙醇水溶液。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，煅燒的方法為：將步驟(2)得到的二氧化鈦納米管自室溫升溫至440℃-460℃，保溫2h-3h后降至室溫。

優(yōu)選地，煅燒的保溫溫度為450℃。