[發(fā)明專利]一種抗微生物納米復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310073112.9 | 申請日： | 2023-02-06 |
| 公開（公告）號： | CN116376339A | 公開（公告）日： | 2023-07-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 朱愛萍;朱雯;王保 | 申請（專利權(quán)）人： | 揚州大學(xué) |
| 主分類號： | C09D5/16 | 分類號： | C09D5/16;C09D5/08;C09D5/14;C09D175/14 |
| 代理公司： | 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369 | 代理人： | 史霞;靳浩 |
| 地址： | 225009 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 微生物 納米 復(fù)合材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本案涉及一種抗微生物納米復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，是以亞微米碳酸鈣隔離分散的石墨烯納米片為載體，在其表面吸附苯胺后原位氧化聚合形成PANI/GNP納米材料，之后加入銅鹽水合物，進一步還原后得到單原子Cu負載于GNP/PANI復(fù)合納米片微觀形貌的抗微生物納米復(fù)合材料，記為Cu@GNP/PANI。本發(fā)明的Cu@GNP/PANI添加少量至有機涂料即可達到抗微生物的效果，且不會對海洋生物形成毒性；單原子Cu的載體PANI/GNP復(fù)合納米片不僅能夠提高涂層的附著力與韌性，同時能夠改善涂層的防腐性能；既適合應(yīng)用于自拋光防污涂料又適合應(yīng)用于低表面能防污涂料體系中；應(yīng)用范圍廣。
本發(fā)明涉及防污功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗微生物納米復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
海洋生物污損是指海洋中的約4000種微生物在海洋船體以及其他用于海洋作業(yè)的設(shè)備表面進行附著和累積的過程，這種現(xiàn)象會帶來嚴(yán)重的危害，比如增加船體重量，增大表面粗糙度，降低航行速度，增加燃油量；堵塞海水輸送管道，加大運行費用等，是制約海洋經(jīng)濟發(fā)展和維護海防安全的技術(shù)瓶頸。
污損生物隨著船的航行而遷移在不同海域進行生存繁殖導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的紊亂。傳統(tǒng)的海洋防污方法比如機械清除、超聲等，需要耗費大量的人力物力等資源，而解決生物污損的有效方法是涂覆高分子防污涂層，如自拋光有機錫和氧化亞銅的防污涂料，可以有效地進行毒殺微生物，達到較好的防污效果。TBT防污漆，即含有具有三丁基錫側(cè)基的直鏈丙烯酸共聚物的防污涂料，在海水中，聚合物逐漸水解釋放三丁基錫，而剩余含有羧酸基團殘基的丙烯酸共聚物在海水中變得足夠可溶或可分散，以將其從涂覆表面洗掉或腐蝕掉。這種自拋光效應(yīng)提供了生物活性化合物在涂料中的受控釋放，導(dǎo)致優(yōu)異的防污效率和光滑表面，并因此降低了摩擦阻力。然而，自IMO公約頒布以來，含TBT的防污涂料被禁止使用，氧化亞銅也由于存在著嚴(yán)重的危害性同樣已經(jīng)受到了禁用。
因此，研發(fā)可替代的兼具防腐蝕和抗海洋微生物等性能的安全環(huán)保型防污材料成為亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明基于石墨烯與聚苯胺形成的復(fù)合納米片形貌的復(fù)合材料來有效穩(wěn)定單原子銅制得納米復(fù)合材料，以期望應(yīng)用于防污涂料中使其具備抗微生物性能。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種抗微生物納米復(fù)合材料，是以亞微米碳酸鈣隔離分散的石墨烯納米片為載體，在其表面吸附苯胺后原位氧化聚合形成PANI/GNP納米材料，之后加入銅鹽水合物，進一步還原后得到單原子Cu負載于GNP/PANI復(fù)合納米片微觀形貌的抗微生物納米復(fù)合材料，記為Cu@GNP/PANI。
本發(fā)明進一步提供一種如上所述的抗微生物納米復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
S1：在酸性的苯胺鹽溶液中加入亞微米CaCO3隔離分散的石墨烯納米片粉末，磁力攪拌吸附35-40min；隨后置于0-5℃冰水浴中，滴加過硫酸銨的去離子水溶液，滴加完畢進一步聚合6-12小時；
S2：稱取一定量的銅鹽水合物置于S1的反應(yīng)體系中，攪拌過夜，加入乙醇，于一定溫度條件下進行還原反應(yīng)；
S3：反應(yīng)完成后，抽濾，并用蒸餾水與乙醇分別洗滌三次，60℃真空干燥得到抗微生物納米復(fù)合材料粉末，記為Cu@PANI/GNP。
進一步地，所述S1中，酸性的苯胺鹽溶液是在苯胺的水溶液中加入鹽酸、硫酸或有機磷酸中至少一種攪拌混合而成。
進一步地，所述銅鹽水合物為五水合硫酸銅、三水合硝酸銅或二水合氯化銅。
進一步地，所述苯胺、亞微米CaCO3隔離分散的石墨烯納米片粉末、過硫酸銨、銅鹽水合物的質(zhì)量比為0.1～0.4:1:0.9～1:0.04～0.05。
進一步地，所述步驟S2中的反應(yīng)條件為60℃反應(yīng)1-2h。
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