一種納米抗菌材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米抗菌材料的制備方法，屬于材料制備技術領域。本發(fā)明針對納米抗菌材料是將納米材料與金屬離子如Ag+等混合后制備而成，金屬材料釋放后，材料的抗菌功能消失，從而材料就失去了作用，同時金屬離子的釋放也會引起環(huán)境的污染的問題，本發(fā)明通過以膨潤土作為載體基質(zhì)，通過草酸鈉進行鈉化，添加N?羥基琥珀酰亞胺作為雙功能交聯(lián)劑，輔以超聲振蕩，對膨潤土進行改性，通過提取竹筍殼中的抗菌物質(zhì)，與改性膨潤土進行結合交聯(lián)，增加抗菌性能，隨后利用十八烷基二甲基芐基氯化銨對膨潤土進行表面再次改性，增強其表面與殼聚糖的結合能力，從而制備出無金屬離子，無需緩釋且抗菌效率高，對環(huán)境無污染的納米抗菌材料。
【專利說明】
一種納米抗菌材料的制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種納米抗菌材料的制備方法，屬于材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代社會，由于環(huán)境的破壞和人口的增長，各種疾病頻現(xiàn)。由于納米材料本身具有的特殊性質(zhì)，現(xiàn)已廣泛地用于各項領域，在醫(yī)學領域也得到了廣泛的應用。已知金屬中的銀、銅、鈦都具有一定的抗菌功效，并且這三種金屬對人類而言都是安全的，有關這三種的納米材料近年來也得到了研究和應用。
[0003]隨著納米技術的發(fā)展，近年來出現(xiàn)了納米層狀銀型無機抗菌材料，即銀納米抗菌材料。這種抗菌材料在水中呈中性，不溶于水和有機溶劑，耐酸、耐鹽和弱堿，對熱和光穩(wěn)定性好，也是靠接觸反應破壞微生物活性的，其抗菌成分為銀離子，抗菌效果持久；同時，在光的作用下，銀離子能起到催化活性中心的作用，激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生活性氧離子，而活性氧離子具有很強的氧化能力，能在短時間內(nèi)破壞細菌地增殖能力，致使細胞死亡，從而達到抗菌目的。
[0004]現(xiàn)有納米抗菌材料是將納米材料與金屬離子如Ag+等混合后制備而成。利用金屬離子Ag+地抗菌活性，通過其緩慢釋放而達到抗菌的目的。其主要問題是，金屬材料釋放后，材料的抗菌功能消失，從而材料就失去了作用，同時金屬離子的釋放也會引起環(huán)境的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對納米抗菌材料是將納米材料與金屬離子如Ag+等混合后制備而成，金屬材料釋放后，材料的抗菌功能消失，從而材料就失去了作用，同時金屬離子的釋放也會引起環(huán)境的污染的問題，本發(fā)明通過以膨潤土作為載體基質(zhì)，通過草酸鈉進行鈉化，添加N-羥基琥珀酰亞胺作為雙功能交聯(lián)劑，輔以超聲振蕩，對膨潤土進行改性，通過提取竹筍殼中的抗菌物質(zhì)，與改性膨潤土進行結合交聯(lián)，增加抗菌性能，隨后利用十八烷基二甲基芐基氯化銨對膨潤土進行表面再次改性，增強其表面與殼聚糖的結合能力，從而制備出無金屬離子，無需緩釋且抗菌效率高，對環(huán)境無污染的納米抗菌材料。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是:
(1)取膨潤土放入90°C烘箱中干燥6?8h，再放入碾磨機中進行研磨，過300目篩，將過篩顆粒與蒸饋水在燒杯中按固液比1:3在400r/min攪拌50?55min，隨后分別加入膨潤土質(zhì)量1.3?1.8%的N-羥基琥珀酰亞胺及膨潤土質(zhì)量0.6?0.8%的草酸鈉，使用質(zhì)量分數(shù)為40%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.5?8.0 ；
(2)在上述pH調(diào)節(jié)后將燒杯移至超聲波振蕩器中，在0.9?1.2MHz下振蕩改性4?7h，再將燒杯置于50?60 0C下靜置陳化30?40min，趁熱減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣，直至沖洗液pH至中性，隨后將濾渣置于105 °C烘箱中干燥過夜后放入納米研磨機進行研磨，過400目篩，得改性膨潤土，備用；
(3)按重量份數(shù)計，取40?50份竹筍殼、20?25份丙烯酸銨、55?60份質(zhì)量分數(shù)為50%的乙醇溶液及10?15份谷氨酸鈉放入發(fā)酵罐中，再加入竹筍殼質(zhì)量0.8?1.0%的乳酸菌粉，設定溫度為40?45°C，以160r/min攪拌發(fā)酵I?3天，隨后將發(fā)酵混合物與無水乙醇按質(zhì)量比1: 2?3，放入超聲波提取器中，在40?45°C，3?5MHz下，提取40?50min，收集提取液，并放入離心機中在5000r/min下離心分離10?15min，收集上清液；
(4)將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)濃縮至原體積的40?45%，按重量份數(shù)計，取30?40份濃縮液、10?15份十八烷基二甲基芐基氯化銨及55?60份步驟(2)備用改性膨潤土放入高效乳化機中攪拌至乳狀液，再將乳狀液和殼聚糖按質(zhì)量比10?12:1，混合均勻，并置于微波反應器中振蕩I?2h后減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣至沖洗液呈中性，再將濾渣置于100°C干燥箱中干燥過夜，并粉碎，過300目篩，S卩可得到納米抗菌材料。
[0007]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的納米抗菌材料得:將納米抗菌材料與蒸饋水按料液比1:5?7，混合均勻得，金黃色葡萄球菌抑菌率為92?96%，大腸肝菌抑菌率為94?98%，金黃色葡萄球菌抑菌率為83?86%，變形桿菌抑菌率為93?96%，抗菌時間為傳統(tǒng)納米抗菌材料的2?3倍。
[0008]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發(fā)明所得的納米抗菌材料無金屬離子，無需緩釋且抗菌效率高，對環(huán)境無污染的；
(2)本發(fā)明所得的納米抗菌材料抗菌時間為傳統(tǒng)納米抗菌材料的2?3倍，操作簡單，易于操作。
【具體實施方式】
[0009]取膨潤土放入90°C烘箱中干燥6?8h，再放入碾磨機中進行研磨，過300目篩，將過篩顆粒與蒸饋水在燒杯中按固液比1:3在400r/min攪拌50?55min，隨后分別加入膨潤土質(zhì)量1.3?1.8%的N-羥基琥珀酰亞胺及膨潤土質(zhì)量0.6?0.8%的草酸鈉，使用質(zhì)量分數(shù)為40 %氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.5?8.0;在上述pH調(diào)節(jié)后將燒杯移至超聲波振蕩器中，在0.9?1.2MHz下振蕩改性4?7h，再將燒杯置于50?60 °C下靜置陳化30?40min，趁熱減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣，直至沖洗液PH至中性，隨后將濾渣置于105°C烘箱中干燥過夜后放入納米研磨機進行研磨，過400目篩，得改性膨潤土，備用；按重量份數(shù)計，取40?50份竹筍殼、20?25份丙烯酸銨、55?60份質(zhì)量分數(shù)為50%的乙醇溶液及10?15份谷氨酸鈉放入發(fā)酵罐中，再加入竹筍殼質(zhì)量0.8?1.0%的乳酸菌粉，設定溫度為40?45°(:，以16(^/1^11攪拌發(fā)酵I?3天，隨后將發(fā)酵混合物與無水乙醇按質(zhì)量比1: 2?3，放入超聲波提取器中，在40?450C，3?5MHz下，提取40?50min，收集提取液，并放入離心機中在5000r/min下離心分離10?15min，收集上清液；
將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)濃縮至原體積的40?45%，按重量份數(shù)計，取30?40份濃縮液、10?15份十八烷基二甲基芐基氯化銨及55?60份備用改性膨潤土放入高效乳化機中攪拌至乳狀液，再將乳狀液和殼聚糖按質(zhì)量比10?12:1，混合均勻，并置于微波反應器中振蕩I?2h后減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣至沖洗液呈中性，再將濾渣置于100°C干燥箱中干燥過夜，并粉碎，過300目篩，S卩可得到納米抗菌材料。
[0010]實例I
取膨潤土放入90°C烘箱中干燥6h，再放入碾磨機中進行研磨，過300目篩，將過篩顆粒與蒸饋水在燒杯中按固液比1: 3在400r/min攪拌50min，隨后分別加入膨潤土質(zhì)量1.3%的N-羥基琥珀酰亞胺及膨潤土質(zhì)量0.6%的草酸鈉，使用質(zhì)量分數(shù)為40%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.5;在上述pH調(diào)節(jié)后將燒杯移至超聲波振蕩器中，在0.9MHz下振蕩改性4h，再將燒杯置于50°C下靜置陳化30min，趁熱減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣，直至沖洗液pH至中性，隨后將濾渣置于105°C烘箱中干燥過夜后放入納米研磨機進行研磨，過400目篩，得改性膨潤土，備用；按重量份數(shù)計，取40份竹筍殼、25份丙烯酸銨、60份質(zhì)量分數(shù)為50%的乙醇溶液及15份谷氨酸鈉放入發(fā)酵罐中，再加入竹筍殼質(zhì)量0.8%的乳酸菌粉，設定溫度為40°C，以160r/min攪拌發(fā)酵I天，隨后將發(fā)酵混合物與無水乙醇按質(zhì)量比1:2，放入超聲波提取器中，在400C，3MHz下，提取40min，收集提取液，并放入離心機中在5000r/min下離心分離1min，收集上清液;將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)濃縮至原體積的40 %，按重量份數(shù)計，取30份濃縮液、15份十八烷基二甲基芐基氯化銨及60份備用改性膨潤土放入高效乳化機中攪拌至乳狀液，再將乳狀液和殼聚糖按質(zhì)量比10:1，混合均勻，并置于微波反應器中振蕩Ih后減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣至沖洗液呈中性，再將濾渣置于100°C干燥箱中干燥過夜，并粉碎，過300目篩，即可得到納米抗菌材料。
[0011 ]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的納米抗菌材料得:將納米抗菌材料與蒸餾水按料液比1:5，混合均勻得，金黃色葡萄球菌抑菌率為92%，大腸肝菌抑菌率為94%，金黃色葡萄球菌抑菌率為83%，變形桿菌抑菌率為93%，抗菌時間為傳統(tǒng)納米抗菌材料的2倍。
[0012]實例2
取膨潤土放入90°C烘箱中干燥Sh，再放入碾磨機中進行研磨，過300目篩，將過篩顆粒與蒸饋水在燒杯中按固液比1: 3在400r/min攪拌55min，隨后分別加入膨潤土質(zhì)量1.8%的N-羥基琥珀酰亞胺及膨潤土質(zhì)量0.8%的草酸鈉，使用質(zhì)量分數(shù)為40%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0;在上述pH調(diào)節(jié)后將燒杯移至超聲波振蕩器中，在1.2MHz下振蕩改性7h，再將燒杯置于60°C下靜置陳化40min，趁熱減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣，直至沖洗液pH至中性，隨后將濾渣置于105°C烘箱中干燥過夜后放入納米研磨機進行研磨，過400目篩，得改性膨潤土，備用；按重量份數(shù)計，取50份竹筍殼、20份丙烯酸銨、55份質(zhì)量分數(shù)為50 %的乙醇溶液及10份谷氨酸鈉放入發(fā)酵罐中，再加入竹筍殼質(zhì)量0.8%的乳酸菌粉，設定溫度為40°C，以160r/min攪拌發(fā)酵3天，隨后將發(fā)酵混合物與無水乙醇按質(zhì)量比1:3，放入超聲波提取器中，在45°C，5MHz下，提取50min，收集提取液，并放入離心機中在5000r/min下離心分離15min，收集上清液;將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)濃縮至原體積的45 %，按重量份數(shù)計，取40份濃縮液、10份十八烷基二甲基芐基氯化銨及55份備用改性膨潤土放入高效乳化機中攪拌至乳狀液，再將乳狀液和殼聚糖按質(zhì)量比12:1，混合均勻，并置于微波反應器中振蕩2h后減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣至沖洗液呈中性，再將濾渣置于100°C干燥箱中干燥過夜，并粉碎，過300目篩，即可得到納米抗菌材料。
[0013]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的納米抗菌材料得:將納米抗菌材料與蒸饋水按料液比1:7，混合均勻得，金黃色葡萄球菌抑菌率為96%，大腸肝菌抑菌率為98%，金黃色葡萄球菌抑菌率為86%，變形桿菌抑菌率為96%，抗菌時間為傳統(tǒng)納米抗菌材料的3倍。
[0014]實例3
取膨潤土放入90°C烘箱中干燥7h，再放入碾磨機中進行研磨，過300目篩，將過篩顆粒與蒸饋水在燒杯中按固液比1: 3在400r/min攪拌52min，隨后分別加入膨潤土質(zhì)量1.5%的N-羥基琥珀酰亞胺及膨潤土質(zhì)量0.7%的草酸鈉，使用質(zhì)量分數(shù)為40%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.8;在上述pH調(diào)節(jié)后將燒杯移至超聲波振蕩器中，在1.0MHz下振蕩改性6h，再將燒杯置于55 °C下靜置陳化35min，趁熱減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣，直至沖洗液pH至中性，隨后將濾渣置于105°C烘箱中干燥過夜后放入納米研磨機進行研磨，過400目篩，得改性膨潤土，備用；按重量份數(shù)計，取45份竹筍殼、22份丙烯酸銨、58份質(zhì)量分數(shù)為50 %的乙醇溶液及12份谷氨酸鈉放入發(fā)酵罐中，再加入竹筍殼質(zhì)量0.9%的乳酸菌粉，設定溫度為42°C，以160r/min攪拌發(fā)酵2天，隨后將發(fā)酵混合物與無水乙醇按質(zhì)量比1:2.5，放入超聲波提取器中，在42 0C，4MHz下，提取45min，收集提取液，并放入離心機中在5000r/min下離心分離12min，收集上清液;將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)濃縮至原體積的42%，按重量份數(shù)計，取35份濃縮液、12份十八烷基二甲基芐基氯化銨及58份備用改性膨潤土放入高效乳化機中攪拌至乳狀液，再將乳狀液和殼聚糖按質(zhì)量比11:1，混合均勻，并置于微波反應器中振蕩1.5h后減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣至沖洗液呈中性，再將濾渣置于100°C干燥箱中干燥過夜，并粉碎，過300目篩，S卩可得到納米抗菌材料。
[0015]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的納米抗菌材料得:將納米抗菌材料與蒸餾水按料液比1:6，混合均勻得，金黃色葡萄球菌抑菌率為94%，大腸肝菌抑菌率為96%，金黃色葡萄球菌抑菌率為85%，變形桿菌抑菌率為94%，抗菌時間為傳統(tǒng)納米抗菌材料的2.5倍。
【主權項】
1.一種納米抗菌材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)取膨潤土放入90°C烘箱中干燥6?8h，再放入碾磨機中進行研磨，過300目篩，將過篩顆粒與蒸饋水在燒杯中按固液比1:3在400r/min攪拌50?55min，隨后分別加入膨潤土質(zhì)量1.3?1.8%的N-羥基琥珀酰亞胺及膨潤土質(zhì)量0.6?0.8%的草酸鈉，使用質(zhì)量分數(shù)為40%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.5?8.0 ； (2)在上述pH調(diào)節(jié)后將燒杯移至超聲波振蕩器中，在0.9?1.2MHz下振蕩改性4?7h，再將燒杯置于50?60 0C下靜置陳化30?40min，趁熱減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣，直至沖洗液pH至中性，隨后將濾渣置于105 °C烘箱中干燥過夜后放入納米研磨機進行研磨，過400目篩，得改性膨潤土，備用； (3)按重量份數(shù)計，取40?50份竹筍殼、20?25份丙烯酸銨、55?60份質(zhì)量分數(shù)為50%的乙醇溶液及10?15份谷氨酸鈉放入發(fā)酵罐中，再加入竹筍殼質(zhì)量0.8?1.0%的乳酸菌粉，設定溫度為40?45°C，以160r/min攪拌發(fā)酵I?3天，隨后將發(fā)酵混合物與無水乙醇按質(zhì)量比1: 2?3，放入超聲波提取器中，在40?45°C，3?5MHz下，提取40?50min，收集提取液，并放入離心機中在5000r/min下離心分離10?15min，收集上清液； (4)將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)濃縮至原體積的40?45%，按重量份數(shù)計，取30?40份濃縮液、10?15份十八烷基二甲基芐基氯化銨及55?60份步驟(2)備用改性膨潤土放入高效乳化機中攪拌至乳狀液，再將乳狀液和殼聚糖按質(zhì)量比10?12:1，混合均勻，并置于微波反應器中振蕩I?2h后減壓過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣至沖洗液呈中性，再將濾渣置于100°C干燥箱中干燥過夜，并粉碎，過300目篩，S卩可得到納米抗菌材料。
【文檔編號】C08K13/06GK105924688SQ201610484292
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】郭舒洋, 宋奇
【申請人】郭舒洋