專利名稱：一種納米銀抗菌織物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銀系抗菌織物及其制備方法，屬于抗菌紡織品的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
抗生素的發(fā)明挽救了無數(shù)的生命，是人類歷史上最重要的事件之一。然而，抗生素的濫用會(huì)通過免疫抑制導(dǎo)致人類對疾病抵抗力下降，同時(shí)使得細(xì)菌的抗藥性不斷增強(qiáng)。最近，由于一種新的細(xì)菌的出現(xiàn)使得全世界對于抗藥性的關(guān)注急劇上升，這種名為NDM-1的超級細(xì)菌幾乎對所有的抗生素都表現(xiàn)出極高的抗藥性。2011年的世界衛(wèi)生日也以“今天不采取行動(dòng)，明天將無藥可用”為主題，關(guān)注日益嚴(yán)重的細(xì)菌抗藥性問題，呼吁全球的政策應(yīng)對，以對抗抗生素的泛濫。納米科技的發(fā)展，使得人們方便地合成銀納米顆粒。作為抗生素的替代品之一，銀作為一種廣譜和高效的抗菌劑重新進(jìn)入人們的視野。雖然銀納米顆粒的抗菌活性的機(jī)理還不是特別清楚，但是，現(xiàn)有的研究指出，相比于塊體銀，銀納米顆粒可以更有效地釋放銀離子，并且可以與微生物有更好的接觸。可能的抑菌機(jī)制包括銀納米顆粒導(dǎo)致的細(xì)胞膜破裂、含硫蛋白或含磷DNA功能的抑制和細(xì)菌線粒體呼吸系統(tǒng)的破壞，從而進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)菌死亡。然而，將銀作為一種抗菌材料仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。第一，銀納米顆粒的尺寸最好足夠小(<10nm)，這樣相比于塊體銀，由于比表面積大和銀離子釋放效率高，可以獲得更高的抗菌效率。第二，銀納米顆粒必須具有長效抑菌活性，這要求銀納米顆粒在儲(chǔ)存的時(shí)候不能發(fā)生團(tuán)聚，同時(shí)在實(shí)際使用中要表現(xiàn)出對細(xì)菌的長期抑制。第三，抗菌材料應(yīng)當(dāng)是可回收和可重復(fù)使用的，這樣可以有效地減少銀在環(huán)境中的暴露，從而避免潛在的生物安全性問題，包括環(huán)境、細(xì)胞毒性和人體健康的問題。第四，銀納米顆粒的合成應(yīng)該是環(huán)境友好的，不使用有毒的或是腐蝕性的還原劑、有機(jī)溶劑和穩(wěn)定劑等，這是避免潛在的生物安全性問題、同時(shí)使得抗菌材料可以實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)基本要求。有許多工作致力于解決上述這些問題。例如，劉等人報(bào)道了在甲苯中通過還原硝酸銀獲得油酸包覆的銀納米顆粒，并通過與石墨烯氧化物混合，獲得可回收的銀納米顆粒(New J. Chem, 2011，35，1418)。呂及其合作者報(bào)道了通過在氫氧化鈉中還原銀離子，獲得硅納米線和銀納米顆粒的復(fù)合物，從而實(shí)現(xiàn)對細(xì)菌的長效抑制(Adv. Mater. 2010，22，5463)。但是，這些工作仍然有著其各自的缺點(diǎn)，人們很難想象，在實(shí)際使用的抗菌材料中使用甲苯、硫酸、N，N-二甲基甲酰胺、油酸(獲得石墨烯氧化物時(shí)使用的化學(xué)品)和氫氧化鈉等有害化學(xué)品，而碳材料和硅材料在人體內(nèi)難以降解，特別是石墨和二氧化硅粉塵通過呼吸道進(jìn)入人體后會(huì)造成石墨塵肺和硅肺等疾病，其長期的生物安全性仍有待考察。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種納米銀抗菌織物的制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種根據(jù)所述方法制備的納米銀抗菌織物。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供所述納米銀抗菌織物的用途。
本發(fā)明提供了一種納米銀抗菌織物的制備方法。其中，所述制備方法以織物為襯底，通過在織物上以溶液化學(xué)方法生長氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料；隨后將氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料浸泡在硝酸銀溶液中一段時(shí)間，通過光照還原銀離子，在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料，即本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物。所述的納米銀抗菌織物的制備方法包括以下步驟I)清洗織物，并將織物做親水處理；親水處理所用方法包括但不限于氧等離子體處理、紫外臭氧清洗；2)配制含有氧化鋅納米顆粒的溶液，將含有氧化鋅納米顆粒的溶液涂布到織物上，涂布所用方法包括但不限于滴涂、旋涂、提拉、浸潰；3)配制一定濃度的鋅鹽、六次甲基四胺、聚乙烯亞胺的水溶液；4)向第3)步所述的混合水溶液中加入一定濃度的氨水，或者銨鹽與氫氧化鈉的混合物，得到混合水溶液；5)將第2)步所得織物浸沒在第4)步所得的混合水溶液中，在65° C-95° C的溫度下反應(yīng)0. 5到24小時(shí)，得到生長在織物上的氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料；6)將第5)步所獲得的氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料浸泡在硝酸銀溶液中12-72小時(shí)，隨后通過光照在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料，即本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物。更進(jìn)一步，根據(jù)前述的方法，其中所述織物包括但不限于棉布、滌綸織物、尼龍織物、聚丙烯纖維織物、碳纖維織物；第2)步中所述含有氧化鋅納米顆粒的溶液是通過醋酸鋅與氫氧化鈉反應(yīng)得到，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn (CH3CO2) 2+2Na0H — Zn0+2Na (CH3CO2) 2+H20，該反應(yīng)可以使用各種有機(jī)溶劑(有機(jī)溶劑有助于上述化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性)，包括乙醇、異丙醇、正丁醇等，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙醇；第3)步中所述鋅鹽包括硝酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅或醋酸鋅。所述的水溶液中鋅鹽濃度為IO-1OOmM,優(yōu)選為25mM，反應(yīng)原料優(yōu)選為硝酸鋅；六次甲基四胺的濃度為IO-1OOmM,優(yōu)選為12. 5mM ;聚乙烯亞胺的濃度為1_20禮，優(yōu)選為5mM，聚乙烯亞胺的分子量優(yōu)選為800g/mol ；第4)步中混合水溶液中氨水的濃度為0. 3-0. 5mM，優(yōu)選為0. 35mM ;所采用銨鹽包括硝酸銨、硫酸銨、氯化銨，其在混合水溶液中濃度為0. 2-0. 3M，優(yōu)選為0. 24M ;混合水溶液中氫氧化鈉的濃度為100-150mM，優(yōu)選為125mM ；第5)步中所述氧化鋅納米線的生長溫度優(yōu)選為65° C，生長時(shí)間優(yōu)選為3小時(shí)；第6)步中所述硝酸銀溶液的濃度為10_200mM，優(yōu)選為IOOmM,所述硝酸銀溶液的溶劑為去離子水與乙醇的混合物，去離子水與乙醇的體積比優(yōu)選為1:9 ;所述氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料浸泡在硝酸銀溶液中的時(shí)間優(yōu)選為48小時(shí)；所述光照條件優(yōu)選為300W的氙燈，2分鐘。氧化鋅納米線上銀納米顆粒的形成可以用光化學(xué)過程來解釋。當(dāng)復(fù)合材料受到紫外光照射時(shí)，在氧化鋅納米線中將會(huì)產(chǎn)生光生的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴。在“浸泡”過程中吸附在氧化鋅表面的銀離子會(huì)被束縛在氧化鋅表面的電子還原。由于此時(shí)硝酸銀濃度確定，銀離子的總量有限(氧化鋅遠(yuǎn)高于銀離子的量)，同時(shí)在氧化鋅表面存在許多反應(yīng)位點(diǎn)，因此，在氧化鋅表面上只能形成小尺寸的銀納米顆粒。氧化鋅表面存在的眾多的反應(yīng)位點(diǎn)是由于氧化鋅表面原子在長時(shí)間的浸泡過程中部分溶解，造成了許多表面缺陷。另一方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)前述的方法制備的納米銀抗菌織物，其特點(diǎn)為織物上生長有氧化鋅納米線，氧化鋅納米線上沉積有銀納米顆粒。又一方面，本發(fā)明還提供一種所述納米銀抗菌織物的應(yīng)用，包括可以用于單點(diǎn)水處理以減少水中的微生物含量，也可以用于醫(yī)用敷料和醫(yī)用織物，還可以作為抗菌空氣過濾裝置以避免生物氣溶膠在通風(fēng)、加熱和空調(diào)系統(tǒng)上的富集。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于第一，本發(fā)明的制備方法所獲得的納米銀抗菌織物上銀納米顆粒尺寸小，由于比表面積大和銀離子釋放效率的提高，可以獲得更好的抗菌效率；第二，本發(fā)明所獲得納米銀抗菌織物中，由于銀納米顆粒沉積在氧化鋅納米線上，銀納米顆粒在存儲(chǔ)時(shí)不發(fā)生團(tuán)聚，有助于維持納米銀抗菌織物的抗菌活性，同時(shí)在實(shí)際使用中表現(xiàn)出對細(xì)菌的長期抑制。(通過實(shí)驗(yàn)已證明，納米銀抗菌織物72小時(shí)的長效抗菌能力優(yōu)于商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康”，并且能夠重復(fù)使用多次4次，多次使用效果也優(yōu)于“愛銀康”。)第三，本發(fā)明所獲得的抗菌材料可回收、可重復(fù)使用，可以有效地減少銀在環(huán)境中的暴露，從而避免潛在的生物安全性問題，包括環(huán)境、細(xì)胞毒性和人體健康的問題。第四，銀納米顆粒的合成過程是環(huán)境友好的，不使用有毒的或是腐蝕性的還原劑和穩(wěn)定劑，避免了潛在的生物安全性問題。第五，氧化鋅是生物可降解和生物相容的，另外，氧化鋅本身也是一種抗菌材料，可以通過協(xié)同效應(yīng)在銀納米顆粒之外提供額外的抗菌能力，因此，使用氧化鋅納米線不但不會(huì)帶來額外的生物安全性問題，還會(huì)提高該復(fù)合材料的抗菌能力。第六，本發(fā)明所獲得的納米銀抗菌織物具有極為明顯的長效抑菌能力。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1中(a)、(b)、(c)、(d)是實(shí)施例1中制備的氧化鋅納米線/滌綸織物復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。在織物表面覆蓋了氧化鋅納米線之后，由于荷電效應(yīng)減弱，絕緣的織物可以在電子束輻照下成像。氧化鋅納米線在每一根織物纖維表面均勻生長，其生長方向沿纖維表面向外。圖2中(a)、(b)、(c)、(d)是實(shí)施例2中制備的氧化鋅納米線/棉布織物復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。雖然棉纖維織物的表面結(jié)構(gòu)相比于滌綸纖維織物更為復(fù)雜，但是如圖2所示，用這一方法所生長的氧化鋅納米線可以無縫地覆蓋整個(gè)棉布，證明了這一生長方法在人工合成纖維和天然纖維、簡單表面和復(fù)雜表面上應(yīng)用的普適性。圖3中(a)、(b)、(c)、(d)是實(shí)施例3中制備的氧化鋅納米線/碳纖維織物復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片，證明了這一生長方法在導(dǎo)電織物和絕緣織物上應(yīng)用的普適性。
圖4中(a)是實(shí)施例1中銀納米顆粒/氧化鋅納米線/滌綸織物復(fù)合材料的紫外-可見反射光譜圖，在370nm附近處出現(xiàn)一個(gè)吸收邊，在435nm處出現(xiàn)一個(gè)寬峰，分別對應(yīng)氧化鋅的吸收邊和球形銀納米顆粒的表面等離子特征峰；(b)銀納米顆粒/氧化鋅納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)的透射電子顯微鏡照片，顯示銀納米顆粒完全地附著在氧化鋅納米線上，同時(shí)沒有發(fā)生任何團(tuán)聚；(c)銀納米顆粒的尺寸分布圖，其中d為銀納米顆粒的平均直徑，0是測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差；(d)能量散射X射線譜進(jìn)一步確認(rèn)了采用本發(fā)明制備方法制備的納米銀抗菌織物中銀元素的存在。圖5中(a)、(b)是實(shí)施例1中未生長任何材料的織物、氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料、商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康” Acticoat 和銀納米顆粒/氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料對于革蘭氏陰性菌大腸桿菌和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌在第36小時(shí)的溶出抑菌測試結(jié)果，顯示本發(fā)明所述的納米銀抗菌織物的抑菌效果最好，對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌環(huán)的寬度分別達(dá)到5. 9mm和5. 2mm，要優(yōu)于商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康”，且具有長效抑菌活性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1第一步，將滌綸纖維織物在丙酮和乙醇中順序清洗后，使用氧等離子體處理，以獲得親水的表面；第二步，配制含有氧化鋅納米顆粒的溶液，將含有氧化鋅納米顆粒的溶液通過滴涂的方法轉(zhuǎn)移到滌綸纖維織物表面，為了保證涂覆均勻，織物兩面各滴涂3-5次；第三步，配制硝酸鋅濃度為25mM、六次甲基四胺濃度為12. 5mM、聚乙烯亞胺濃度為5mM的水溶液；第四步，向第三步所得水溶液中加入氨水,得到氨水濃度為0. 35mM的混合水溶液；第五步，將第二步所得滌綸纖維織物浸沒在第四步所得的溶液中，在65° C的條件下反應(yīng)3小時(shí)，得到生長在滌綸纖維織物上的氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/滌綸纖維織物復(fù)合材料；第六步，將第五步所得的氧化鋅納米線/滌綸纖維織物復(fù)合材料取出，漂洗干凈后在IOOmM的硝酸銀溶液中浸泡48小時(shí),硝酸銀溶液的溶劑為體積比為1:9的去離子水和乙醇；將浸泡過的氧化鋅納米線/滌綸纖維織物復(fù)合材料取出后，通過300W氙燈照射2分鐘，在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/滌綸纖維織物復(fù)合材料，即本發(fā)明所述的納米銀抗菌織物。以抑菌環(huán)實(shí)驗(yàn)測試第六步所獲得的納米銀抗菌織物的溶出抑菌的能力，菌種為革蘭氏陰性菌大腸桿菌以及革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌，具體步驟如下(a)配制培養(yǎng)基配制IL的Luria-Bertani液體培養(yǎng)基以及250mL的Luria-Bertani瓊脂培養(yǎng)基并滅菌；
(b)菌液培養(yǎng)將滅菌后的液體培養(yǎng)基分裝到250mL錐形瓶中，隨后在無菌操作臺(tái)中向液體培養(yǎng)基內(nèi)接種細(xì)菌，并在搖床中培養(yǎng)12-14小時(shí)(37° C，50-70轉(zhuǎn)/分鐘)；(c)準(zhǔn)備固體培養(yǎng)基在無菌操作臺(tái)中，將液態(tài)的Luria-Bertani瓊脂培養(yǎng)基倒入平板中靜置，待凝固后備用，凝固在平板外表面用記號筆劃分為四部分，分別標(biāo)記為1、I1、II1、IV ；(d)實(shí)驗(yàn)設(shè)備滅菌將100微升槍頭裝入槍頭盒并滅菌，用75%酒精擦拭臺(tái)面以及雙手，將實(shí)驗(yàn)所需用具等放入無菌操作臺(tái)，紫外滅菌半小時(shí)以上；(e)涂抹菌液用移液槍在每個(gè)平板中加入100微升菌液，并用酒精燈灼燒滅菌后的涂抹棒將菌液涂勻；(f)放置織物用鑷子將沖模得到的織物(直徑Ilmm)輕放在1、I1、II1、IV區(qū)域的中心部位，輕壓實(shí)以保證充分接觸，未生長任何材料的織物、氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料、商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康” Acticoat 和本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物分別放A1、I1、II1、IV 區(qū)域；(g)抑菌測試將平板放在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(37° C)，每隔12小時(shí)拍照一次，連續(xù)6次，發(fā)現(xiàn)氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料、愛銀康、本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物均有明顯的抑菌環(huán)，表明其周圍的細(xì)菌被殺滅，測量抑菌環(huán)的寬度W = (T-D) /2，其中T為抑菌環(huán)的總直徑，D為樣品的直徑。試驗(yàn)結(jié)果如圖5中(a)、(b)所示，本發(fā)明所述的納米銀抗菌織物的抑菌效果最好，對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌環(huán)的寬度分別達(dá)到5. 9mm和5. 2_，要優(yōu)于商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康”，且具有長效抑菌活性。如圖1中(a)、(b)、(c)、(d)所示，在織物表面覆蓋了氧化鋅納米線之后，由于荷電效應(yīng)減弱，絕緣的織物可以在電子束輻照下成像。氧化鋅納米線在每一根織物纖維表面均勻生長，其生長方向沿纖維表面向外。如圖4中(a)、(b)、(C)、(d)所示，銀納米顆粒完全地附著在氧化鋅納米線上，同時(shí)沒有發(fā)生任何團(tuán)聚。實(shí)施例2第一步，將棉布織物在丙酮和乙醇中順序清洗后，使用紫外臭氧清洗，以獲得親水的表面；第二步，配制含有氧化鋅納米顆粒的溶液，將所配制含有氧化鋅納米顆粒的溶液通過提拉的方法轉(zhuǎn)移到棉布織物表面，為了保證涂覆均勻，提拉3-5次，在棉布織物表面附著氧化鋅納米顆粒；第三步，配制硫酸鋅濃度為10mM、六次甲基四胺濃度為10mM、聚乙烯亞胺濃度為ImM的水溶液；第四步,在第三步的水溶液中加入氨水得到氨水濃度為0. 35mM的混合水溶液；第五步，將第二步所得棉布織物浸沒在第四步所得的溶液中，在65° C的條件下反應(yīng)5小時(shí)，得到生長在棉布織物上的氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/棉布織物復(fù)合材料；第六步，將第五步所得的氧化鋅納米線/棉布織物復(fù)合材料取出，漂洗干凈后在IOmM的硝酸銀溶液中浸泡12小時(shí)，硝酸銀溶液的溶劑為體積比為1:9的去離子水和乙醇；將浸泡過的氧化鋅納米線/棉布織物復(fù)合材料取出后，在太陽光下照射10分鐘，在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/棉布織物復(fù)合材料，即本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物。以抑菌環(huán)實(shí)驗(yàn)測試所獲得的納米銀抗菌織物的溶出抑菌的能力。本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物的抑菌效果最好，對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌環(huán)的寬度分別達(dá)到5. 4mm和5.1mm,要優(yōu)于商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康”,持續(xù)抑菌時(shí)間超過72小時(shí),并可重復(fù)使用4次，具有長效抑菌活性。如圖2中(a)、(b)、(c)、(d)所示，所生長的氧化鋅納米線可以無縫地覆蓋整個(gè)棉布織物表面。實(shí)施例3第一步，將碳纖維織物在丙酮和乙醇中順序清洗后，使用氧等離子體處理，以獲得親水的表面；第二步，配制含有氧化鋅納米顆粒的溶液；將含有氧化鋅納米顆粒通過旋涂的方法轉(zhuǎn)移到碳纖維織物表面，為了保證涂覆均勻，碳纖維織物兩面各旋涂3-5次；第三步，配制醋酸鋅濃度為100mM、六次甲基四胺濃度為lOOmM、聚乙烯亞胺濃度為20mM的水溶液；第四步，向第三步的水溶液中加入銨鹽和氫氧化鈉，直到溶液中銨鹽濃度為0. 2M,氫氧化鈉的濃度為IOOmM,形成混合水溶液；第五步，將第二步所得碳纖維織物浸沒在第四步所得的溶液中，在95° C的條件下反應(yīng)24小時(shí)，得到生長在碳纖維織物上的氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/碳纖維織物復(fù)合材料；第六步，將第五步所得的氧化鋅納米線/碳纖維織物復(fù)合材料取出，漂洗干凈后在200mM的硝酸銀溶液中浸泡72小時(shí)，硝酸銀溶液的溶劑為體積比為1:9的去離子水和乙醇；將第六步中浸泡過的氧化鋅納米線/棉布復(fù)合材料取出后，在氙燈下照射5分鐘，在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/棉布復(fù)合材料，即本發(fā)明所述的納米銀抗菌織物。以抑菌環(huán)實(shí)驗(yàn)測試第七步所獲得的納米銀抗菌織物的溶出抑菌的能力。本發(fā)明所稱的納米銀抗菌織物的抑菌效果最好，對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌環(huán)的寬度分別達(dá)到5. 7mm和5. 4mm，要優(yōu)于商品化的納米銀抗菌敷料“愛銀康”，持續(xù)抑菌時(shí)間超過72小時(shí)，并可重復(fù)使用4次，具有長效抑菌活性。如圖3中(a)、(b)、(c)、(d)所示，證明了本發(fā)明提供的這一生長方法在導(dǎo)電織物和絕緣織物上應(yīng)用的普適性。實(shí)施例4采用與實(shí)施例3相同的織物及制備流程，只是在實(shí)施例3的第四步中加入到水溶液中的銨鹽和氫氧化鈉分別為銨鹽為硫酸銨，加入后溶液中硫酸銨濃度為0. 3M,氫氧化鈉的濃度為150mM。實(shí)施例5采用與實(shí)施例3相同的織物及制備流程，只是在實(shí)施例3的第四步中加入到水溶液中的銨鹽和氫氧化鈉分別為銨鹽為硝酸銨，加入后溶液中銨鹽濃度為0. 24M,氫氧化鈉的濃度為125mM。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變型，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種納米銀抗菌織物的制備方法，其特征在于，所述方法以織物為襯底，通過在織物上以溶液化學(xué)方法生長氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料，隨后將氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料浸泡在硝酸銀溶液中，通過光照還原銀離子，在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料，即所稱的納米銀抗菌織物；所述氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料的制備方法具體包括清洗織物，并將織物做親水處理；將含有氧化鋅納米顆粒的溶液涂布到織物上；將所得織物浸沒在混合水溶液中，在65° C-95° C的溫度下反應(yīng)O. 5到24小時(shí)，得到生長在織物上的氧化鋅納米線，獲得氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料；所述的混合水溶液首先配制鋅鹽、六次甲基四胺、聚乙烯亞胺的水溶液；然后向所述的水溶液中加入氨水或銨鹽與氫氧化鈉的混合物得到混合水溶液；所述在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒具體為將所述氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料浸泡在硝酸銀溶液中12-72小時(shí)，隨后通過光照在氧化鋅納米線上獲得銀納米顆粒，獲得銀納米顆粒/氧化鋅納米線/織物復(fù)合材料，即所稱的納米銀抗菌織物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含有氧化鋅納米顆粒的溶液通過醋酸鋅與氫氧化鈉反應(yīng)得到，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn (CH3CO2) 2+2Na0H — Zn0+2Na (CH3CO2) 2+H20,該反應(yīng)中加入有機(jī)溶劑，包括乙醇、異丙醇或正丁醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述親水處理采用氧等離子體或紫外臭氧處理；所述涂布的方法包括滴涂、旋涂、提拉或浸潰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的混合水溶液中，鋅鹽濃度為lO-lOOmM，六次甲基四胺的濃度為lO-lOOmM，聚乙烯亞胺為l_20mM，氨水的濃度為O.3-0. 5mM，銨鹽濃度為0. 2-0. 3M，氫氧化鈉的濃度為100_150mM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的織物包括但不限于棉布、滌綸織物、尼龍織物、聚丙烯纖維織物或碳纖維織物；所述鋅鹽包括硝酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅或醋酸鋅；所述的銨鹽包括硝酸銨、硫酸銨或氯化銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硝酸銀溶液的濃度為10-200mM， 所述硝酸銀溶液的溶劑為去離子水與乙醇的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述硝酸銀溶液的濃度為lOOmM，所述硝酸銀溶液的溶劑為去離子水與乙醇的混合物，去離子水與乙醇的體積比為1:9 ;所述的混合水溶液中鋅鹽濃度為25mM，反應(yīng)原料為硝酸鋅；六次甲基四胺的濃度為12. 5mM ;聚乙烯亞胺的濃度為5mM，聚乙烯亞胺的分子量為800g/mol ;氨水的濃度為0. 35mM ;所采用銨鹽濃度為0. 24M ;氫氧化鈉的濃度為125mM。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述光照條件為300W的氙燈，2分鐘。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述制備方法制備的納米銀抗菌織物，其特征為織物上生長有氧化鋅納米線，氧化鋅納米線上沉積有銀納米顆粒。
10.一種如權(quán)利要求9所述的納米銀抗菌織物的應(yīng)用，包括用于單點(diǎn)水處理以減少水中的微生物含量，用于醫(yī)用敷料和醫(yī)用織物，還包括作為抗菌空氣過濾裝置以避免生物氣溶膠在通風(fēng)、加熱和空調(diào)系統(tǒng)上的富集 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米銀抗菌織物及其制備方法。該納米銀抗菌織物的特征為，織物上生長有氧化鋅納米線，氧化鋅納米線上沉積有銀納米顆粒。其中氧化鋅納米線是通過溶液化學(xué)方法合成的，銀納米顆粒是通過簡單的“浸泡-光照”的方法沉積在氧化鋅納米線上的。本發(fā)明所獲得的納米銀抗菌織物具有極為明顯的長效抑菌能力，且銀納米顆粒尺寸小、不發(fā)生團(tuán)聚，合成過程環(huán)境友好，同時(shí)該納米銀抗菌織物可回收、可重復(fù)使用。本發(fā)明所提供的納米銀抗菌織物可以用于單點(diǎn)水處理以減少水中的微生物含量，也可以用于醫(yī)用敷料和醫(yī)用織物，還可以作為抗菌空氣過濾裝置以避免生物氣溶膠在通風(fēng)、加熱和空調(diào)系統(tǒng)上的富集。
文檔編號D06M10/06GK103015166SQ20121053967
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者唐皓穎, 李舟, 牛永山, 閆嶺, 樊瑜波 申請人:北京航空航天大學(xué)