[發(fā)明專利]一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111208179A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧心悅
• 申請（專利權(quán)）人: 寧心悅
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發(fā)明公開了一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料及其制備方法與應(yīng)用。所述方法為：將預(yù)處理的鈦電極浸入含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷緩沖液中，浸泡10～30h，得到聚多巴胺修飾的鈦電極；將聚多巴胺修飾的鈦電極浸入硝酸銀溶液中，反應(yīng)12～30h，得到摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料。本發(fā)明利用聚多巴胺對金屬離子的絡(luò)合作用和氧化還原能力在鈦電極表面負(fù)載銀，并通過銀的光催化特性達(dá)到協(xié)同快速殺菌效果和與防止電極表面細(xì)菌粘附的作用，從而維持電極的長期電化學(xué)穩(wěn)定性。該方法具有工藝簡單、造價(jià)低廉和長期有效性等優(yōu)勢。本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，抗菌電極適用于水質(zhì)檢測、食品與醫(yī)療檢測等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抗菌電極技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

電極被廣泛用于臨床，食品，環(huán)境和生物加工領(lǐng)域的快速信號檢測和監(jiān)測中。然而，在各種環(huán)境中，細(xì)菌很容易粘附在電極表面上。一旦細(xì)菌附著在電極表面，電極涂層的物理化學(xué)性質(zhì)可被吸附的生物膜掩蓋，生物膜會(huì)阻塞電極表面，并導(dǎo)致電極污染，嚴(yán)重干擾信號檢測，減少電極的有效性。

近年來，有研究將抗生素、金屬離子等應(yīng)用于材料表面使其具有抗菌功能，但未發(fā)現(xiàn)有關(guān)含菌環(huán)境中抗菌功能鈦電極的相關(guān)報(bào)道。因此，制備出可殺菌且同時(shí)在含菌環(huán)境中保持電化學(xué)性能穩(wěn)定的功能性電極對于檢測與監(jiān)測有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制得的一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料。所述抗菌電極解決了現(xiàn)有鈦電極容易被細(xì)菌感染的問題，制備出抗菌功能電極，實(shí)現(xiàn)電極抗菌且在含菌環(huán)境中可維持其電化學(xué)性能穩(wěn)定。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鈦電極用HF和HNO₃混合液浸泡，洗滌，干燥，得到預(yù)處理的鈦電極；

(2)將步驟(1)預(yù)處理的鈦電極浸入含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷緩沖液中，在20～35℃浸泡10～30h，洗滌，干燥，得到聚多巴胺修飾的鈦電極；

(3)將聚多巴胺修飾的鈦電極浸入硝酸銀溶液中，在20～35℃反應(yīng)12～30h，洗滌，干燥，得到摻雜銀粒子的抗菌鈦電極材料。

優(yōu)選的，步驟(1)所述鈦電極用HF和HNO₃混合液浸泡前，還需分別用丙酮、無水乙醇和去離子水各超聲清洗5～15min，除去鈦表面的油污。

優(yōu)選的，步驟(1)所述HF和HNO₃混合液中HF和HNO₃的摩爾比為0.54：0.29，其中HF在混合液中的濃度為0.27mol/L。

優(yōu)選的，步驟(1)所述HF和HNO₃混合液是由濃度為0.54mol/L的HF溶液和濃度為0.29mol/L的HNO₃溶液按照體積比1：1混合得到。

優(yōu)選的，步驟(1)所述浸泡的溫度為28℃，浸泡時(shí)間為5～10min。

優(yōu)選的，步驟(1)所述洗滌為用去離子水超聲清洗5～20min。

優(yōu)選的，步驟(1)所述干燥的溫度為30～80℃，干燥時(shí)間為5～24min。

優(yōu)選的，步驟(2)所述多巴胺的三羥甲基氨基甲烷[(HOCH₂)₃CNH₂]緩沖液的pH＝7.4～10，其中多巴胺的濃度為0.1～20g/L，優(yōu)選為6～20g/L。