[發明專利]一種納米銀/硅藻土/海藻酸鈣復合抗菌水凝膠微球的制備方法

在審

• 申請號: 202110285946.7
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113083174A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 沈喜洲;趙殿佳;沈陟;康順吉;方柳亞;梁田;葉文康;紀鋼
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J13/00;C02F1/50;A01N25/08;A01N25/26;A01N59/16;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉洋;崔友明

本發明公開了一種納米銀/硅藻土/海藻酸鈣復合抗菌水凝膠微球的制備方法，天然硅藻土的提純；將硝酸銀、無水乙醇、所得硅藻土混合，超聲分散得分散液A；氫氧化鈉與無水乙醇混合得到溶液B；將B緩慢添加到A中，攪拌混合均勻，離心?洗滌?離心，干燥得到硅藻土基納米銀顆粒；將海藻酸鈉溶于去離子水中，加入所得硅藻土基納米銀顆粒攪拌分散均勻；所得分散液勻速滴入氯化鈣的水溶液，將固化好的凝膠小球濾出得到復合抗菌水凝膠微球。本發明所得抗菌微球在具有抗菌作用的基礎上，有效地減緩了銀離子的溢出，各填料之間具有較好的生物相容性，且微球具有較強的機械強度，有利于回收利用，同時為生活用水長效殺菌提供保證。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種復合抗菌水凝膠微球的制備方法。

背景技術

在社會飛速發展的今天，健康仍然是人們最關注的話題之一，然而在人類賴以生存的自然界中存在著許多有害微生物，是人類遭受傳染、誘發疾病的主要原因。隨著經濟和人口的快速增長，水體經常受到醫療垃圾、人畜糞便以及各種污水的污染。這些被污染的水體中含有大量的病原微生物，一旦人體食入或者在生產勞動中接觸了被這些病原微生物污染的水，其健康和安全將會受到嚴重威脅。據世界衛生組織(WHO)的調查顯示，80％的人類傳染病都與飲用了被微生物污染的水有關，在發展中國家，每年因飲用不潔凈水而死亡的人數達上千萬。因此，為了減輕或消除細菌可能造成的危害，研制長效持久、無毒副作用、節能環保的抗菌材料應用在水質凈化領域已經成為科研及生產領域的熱點，具有重大的社會意義。

納米銀其本身具有優異的物理和化學性質,如小尺寸效應、廣譜抗菌性質，作為抗菌材料可以提高對微生物的殺菌性能。但是納米銀顆粒尺寸越小，納米銀的表面能也越高，也越容易團聚。

硅藻土作為天然粘土礦物的代表,通過單細胞藻類從地質演變而來、無定形二氧化硅是其主要組成部分。我國硅藻土資源豐富，僅次于美國，居世界第二，硅藻土具有天然多孔結構，其表面含有大量-OH，有利于將Ag+離子吸引到表面，通過化學法還原，可制備載納米銀抗菌材料。例如，申請號為201410215058.8的專利公開了一種納米銀硅藻土及其制備方法，其中需要高溫600℃煅燒1h，存在生產成本高，容易造成環境污染，另外，硅藻土粉末本身質量較輕、粒度較小、組成成分復雜，分散在水中較難收集，影響了其在工業領域的廣泛應用。海藻酸鈉，是從藻類中提取的一種親水性多糖類聚合物，易溶于水，是一種表面電荷密度較高的聚電解質聚合物，可生物降解且生物相容性良好，因此其與鈣、鐵離子交聯常被作為藥物載體用于藥物傳遞體系，然而其具有天然凝膠的自身局限性，如機械穩定性差、易吸水脹破。申請號201610103329.X、202010184751.9的專利，通過將凹土、鐵碳-麥飯石與海藻酸納復合，增強了微球內部的交聯密度，提高了復合微球的凝膠強度，然而此類水凝膠抗污染性能較弱且易被細菌降解。

另外，在實際應用中，具有高效、廣譜抗菌作用的納米銀顆粒小、易團聚，回收困難，容易造成二次污染。另外納米銀中銀離子的快速釋放，溶解在水中達到一定濃度，具有潛在的毒性。

發明內容

針對現有方法存在的不足，本發明的目的在于提供一種納米銀/硅藻土/海藻酸鈉復合抗菌水凝膠微球的制備方法，所得復合抗菌水凝膠微球應用于含有病原微生物污染水體不僅具有高效抗菌，且具有較強的機械性能；同時本方法工藝簡單、操作方便、能耗低、易于回收，可以防止納米銀抗菌劑的濫用，節約成本，具有廣闊的應用前景。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

一種納米銀/硅藻土/海藻酸鈣復合抗菌水凝膠微球的制備方法，包括以下步驟：

(1)天然硅藻土的提純：天然硅藻土研磨過篩，酸洗去除有機和無機雜質，過濾、洗滌、干燥得到粒徑≤200μm的純凈硅藻土；

(2)硅藻土負載納米銀的制備：將硝酸銀、無水乙醇、所得硅藻土混合，超聲分散得分散液A；氫氧化鈉與無水乙醇混合得到溶液B；將B緩慢添加到A中，攪拌混合均勻，離心-洗滌-離心，干燥得到硅藻土基納米銀顆粒；