[發(fā)明專利]一種高效復(fù)合無機(jī)抗菌劑及其制備方法

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• 申請日: 2020-01-31
• 公開（公告）號: CN111183979A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙娣芳;黃俊俊;王淑芬;謝勁松;李興宇
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥學(xué)院
• 主分類號: A01N25/08
• 分類號: A01N25/08;A01N59/16;A01N59/00;A01P1/00;B01J23/80;B01J23/89
• 代理公司: 合肥輝達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34165
• 代理人: 汪守勇

一種高效復(fù)合無機(jī)抗菌劑及其制備方法，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。按重量份組成為：坡縷石100份，光催化材料30～50份，石墨烯3～5份，金屬氧化物和/或金屬鹽2～8份，聚季銨鹽0.5～2份。以多孔道結(jié)構(gòu)的坡縷石為載體，將其與石墨烯進(jìn)行微觀納米復(fù)合，使坡縷石載體和石墨烯均能夠在加工和使用過程中保持高度分散狀態(tài)，同時加入了具有抗菌作用的光催化材料、金屬氧化物和金屬鹽類，制備成具有光催化作用、電子遷移破壁、金屬離子抗菌多種功能協(xié)同增效的新型復(fù)合無機(jī)抗菌材料。可以通過其良好的分散性，提高抗菌活性成分與細(xì)菌接觸面積，通過各抗菌成分協(xié)同發(fā)揮抗菌作用，從而達(dá)到殺滅細(xì)菌以及高效抑制細(xì)菌繁殖的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無機(jī)抗菌劑及其制備方法，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種坡縷石-石墨烯復(fù)合型高效無機(jī)抗菌劑及其制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，當(dāng)今世界已步入醫(yī)療技術(shù)高度發(fā)達(dá)、健康促進(jìn)行業(yè)多元發(fā)展的時代，但是，由于接觸環(huán)境中的病原菌感染仍然是人類面臨的重要威脅之一，導(dǎo)致每年數(shù)以百萬計的感染患者出現(xiàn)，而細(xì)菌抗藥性的出現(xiàn)與擴(kuò)散已嚴(yán)重威脅全球公共衛(wèi)生安全，因此，發(fā)展新型抗菌藥物是解決細(xì)菌抗藥性的關(guān)鍵策略之一。目前國內(nèi)外抗菌材料分為天然、有機(jī)和無機(jī)三大系列。天然系抗菌劑品種不多，目前尚未規(guī)?；袡C(jī)系抗菌劑主要包括有機(jī)酸/酯、醇和酚類物質(zhì)，是最早商品化的抗菌劑，但由于其對人體和環(huán)境有一定危害，同時因其耐熱性差、易水解、使用壽命短等問題而無法推廣應(yīng)用到塑料、橡膠、陶瓷、化纖、涂料等制品中。

近年來，無機(jī)抗菌劑發(fā)展迅速，無機(jī)抗菌劑以其廣譜、耐熱、安全、高效和持久的抗菌效果而越來越受到廣泛的重視，無機(jī)抗菌材料又可分為銀系無機(jī)抗菌劑、氧化物光催化系無機(jī)抗菌劑和氧化物天然礦物類無機(jī)抗菌劑。納米無機(jī)抗菌劑報道較多，大多是在無機(jī)載體材料(如分子篩、蒙脫土、碳酸鈣等)上負(fù)載納米級銀、鋅、銅、稀土元素等，其缺點是載體材料的團(tuán)聚導(dǎo)致吸附性弱、比表面積小，從而使抗菌有效成分負(fù)載少，抗菌劑用量大。

坡縷石是一種以鎂、鋁為主的纖維狀硅酸鹽礦物，其具有發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu)，被稱為“千土之王”，目前世界上僅有中國、美國、俄羅斯、西班牙、墨西哥等極少數(shù)國家或地區(qū)產(chǎn)出該類礦床。坡縷石礦物已成為世界性稀缺資源，它具有優(yōu)良的膠體性能、吸附性能和催化性能。長期以來，我國坡縷石主要用作鉆井泥漿，其內(nèi)在價值未得到充分體現(xiàn)。因其無毒無害，在環(huán)境和健康領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

自從2004年英國曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫發(fā)現(xiàn)石墨烯以來，各國研究人員對其進(jìn)行了大量的應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)其具有高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性、高比表面積等優(yōu)異特性，有研究表明，氧化石墨烯表面含有各種含氧官能團(tuán)，這些含氧官能團(tuán)具有較高的反應(yīng)活性，當(dāng)其黏附于細(xì)菌細(xì)胞表面時可以通過電子轉(zhuǎn)移破壞其細(xì)胞壁與細(xì)胞膜的完整性導(dǎo)致細(xì)菌死亡。石墨烯抗菌性能的發(fā)揮取決于其良好的分散狀態(tài)，而目前對于石墨烯在使用中保持分散狀態(tài)仍是相當(dāng)困難的。但其用于抗菌劑的制備方面至今幾乎是空白的。

同時，目前的無機(jī)抗菌劑多以人工合成的具有層狀或網(wǎng)狀的無機(jī)材料為載體，以銀、銅、鋅為抗菌有效成分，還有部分以納米二氧化鈦為載體，輔助以光催化材料、銀等制備得到了具有良好的抗菌特性的無機(jī)抗菌材料。這些抗菌材料的載體都是人工合成的氧化物，其成本高、抗菌活性成分單一、載體和抗菌成分難于分散導(dǎo)致用量大、抗菌效率低、速度慢，無法發(fā)揮載體與多種抗菌成分的協(xié)同作用。

本發(fā)明采用了以多孔道結(jié)構(gòu)的坡縷石為載體，將其與石墨烯進(jìn)行微觀納米復(fù)合，使坡縷石載體和石墨烯均能夠在加工和使用過程中保持高度分散狀態(tài)，同時加入了具有抗菌作用的光催化材料、金屬氧化物和金屬鹽類，制備成新型高效復(fù)合無機(jī)抗菌劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對已有無機(jī)抗菌劑中所存在的不足之處，提供一種具有光催化作用、電子遷移破壁、金屬離子抗菌功能多種功能協(xié)同增效的新型高效復(fù)合無機(jī)抗菌劑。本發(fā)明的另一目的是提供該高效復(fù)合無機(jī)抗菌劑的制備方法。