專利名稱：一種雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種含雙西弗堿的抗菌材料，具體涉及一種雙西弗堿功能化的介孔氧 化硅抗菌材料及其制備方法。
背景技術：
隨著工業科技的快速發展和人口的增加，各種環境污染物以及有害病菌、有毒的 殺蟲劑嚴重威脅著人類健康并破壞了人類的生存環境，許多研究者開始積極采取措施有效 地降低這種危害。開發具有抗菌活性的材料，廣泛地應用在生物醫藥產品、包裝材料以及作 為空氣凈化的過濾器能夠保護我們的生態環境，因此對這類新型材料的研究越來越被人們關注。迄今為止，最常用的獲得抗菌活性材料的方法是通過將一些具有殺菌性質的離子 或者分子采用物理包埋的方法固定在基體材料上獲得抗菌材料。但是這種制備抗菌材料的 方法需要抗菌活性分子的量很高，因此大大增加了制備材料的成本，而且在使用過程中由 于簡單的物理吸附連接方式，使得抗菌分子容易從基體材料上脫除出來，從而使得抗菌材 料大大降低了抗菌活性，同時可能會排入到環境中造成新的污染。為了能夠有效的避免上 述情況的發生，越來越多的研究者開始改進這種方法，采用化學方法通過共價鍵牢固地將 抗菌活性分子固定在材料的表面將兩者形成整體制備了新型的穩定的抗菌材料，在抗菌測 試中表現出很好的抗菌活性。那么，對于抗菌材料的基體材料的選擇，常見的有高聚物、塑 料、納米粒子、衣物纖維等。但是通過采用這些材料作為基體材料獲得的抗菌材料一般抗 菌分子在材料的外表面，容易受到環境的干擾而破壞掉結構喪失抗菌活性。為了能夠盡量 避免這種問題的發生，在抗菌分子周圍采用類似于膠囊結構無機材料包裹形成很好的保護 層，因此多孔材料作為基體材料是一個很好的選擇。介孔氧化硅作為多孔材料的一種，由于其制備方法相對簡單，高度有序的孔道結 構特征，具有較大的孔道空間，使得有機分子或者其它功能分子能夠自由地進入，因此介孔 氧化硅是獲得功能材料的優良載體；而將具有良好抗菌活性F元素引入到西弗堿結構中可 望得到具有高抗菌活性的結構分子。這種復合的介孔材料用于抗菌活性的研究還未見報道。
發明內容
發明目的針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種雙西弗堿功能 化的介孔氧化硅抗菌材料，使其成為具有抑制存活率高，結構穩定性高等特性的抗菌材料。 本發明的另一目的是提供上述材料的制備方法。技術方案為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為
一種雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料，經氮氣吸附/脫附等溫線測定的孔徑為 2-7nm,比表面積為 230-395 m2/g。—種制備雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料的方法首先將表面活性劑、少量水、少量鹽酸均勻混合，加入無機硅源正硅酸乙酯和有機硅烷化試劑，水浴條件下攪拌均 勻，然后經過老化、冷卻、過濾、洗滌、干燥和表面活性劑抽提得到含有活性氯基基團的介孔 氧化硅；再次將上述所得到的功能化介孔氧化硅充分分散在甲苯中，回流條件下加入經胺 與醛縮合所得到的雙西弗堿有機分子(FPMBA)，然后經冷卻、抽濾、洗滌、干燥，得到雙西弗 堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料。具體操作包括以下各步驟
(1)室溫下，將非離子表面活性劑P123溶于鹽酸的水溶液中，攪拌至澄清，得清夜；
(2)水浴40°C，在步驟(1)的清液中加入無機硅源正硅酸乙酯，繼續攪拌廣池后，使其 部分水解，得溶液體系；
(3)向步驟(2)溶液體系中逐滴加入有機硅烷化試劑，水浴40°C，攪拌Mh，將無機硅源 和有機硅源充分水解；
(4)將步驟(3)所得到的溶液轉入到具有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中，放置在 100°C烘箱中，老化Mh，然后經冷卻、過濾、洗滌、干燥，再經過抽提去除表面活性劑得到含 有活性氯基基團的介孔氧化硅；
(5)將步驟(5)得到的含有活性氯基基團的介孔氧化硅材料分散在甲苯中，控溫 IlO0C,通過加熱回流將其充分混合均勻，得混合溶液。(6)將FPMBA加入到步驟(5)中的混合溶液中，控溫110°C，加熱回流24h后，經冷 卻、抽濾、洗滌，干燥得到雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料；其中，FPMBA與有機硅烷 化試劑摩爾比為1 0. 2 20。所述的有機硅烷化試劑的通式為=ClCnH2n-Si (0CmH2m+1) 3，式中η為1 4、m為1 4 ；有機硅烷化試劑與無機硅源正硅酸乙酯的摩爾比為1:廣20。步驟(4)中，抽提去除表面活性劑所采用的試劑為乙醇的鹽酸、醋酸溶液。步驟(6)中，優選，FPMBA與有機硅烷化試劑摩爾比為1:1。步驟(6)中，FPMBA是通過以下方法制備在氮氣保護下，按照摩爾比為1:1將 2，3，5，6-四氟對苯甲二胺和對苯二甲醛投入到具有少量乙酸的乙醇溶液中，室溫下攪拌 Mh，經抽濾、洗滌、干燥得到。具有少量乙酸的乙醇溶液為25ml乙醇中滴入2-3滴乙酸。所述的雙西弗堿有機分子的結構式為
權利要求
1.一種雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料，其特征在于所述的雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料經氮氣吸附/脫附等溫線測定的孔徑為2-7nm，比表面積為230-3952 / m /go
2.一種制備權利要求1所述的雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料的方法，其特征 在于，包括以下步驟(1)室溫下將非離子表面活性劑P123溶于鹽酸的水溶液中，攪拌至澄清，得清液；(2)40°C水浴，在步驟(1)所得的清液中加入無機硅源正硅酸乙酯，繼續攪拌廣3h，使 其部分水解，得溶液體系；(3)向步驟(2)的溶液體系中逐滴加入有機硅烷化試劑，水浴下保持溫度40°C，攪拌 Mh，將無機硅源和有機硅源充分水解，得溶液；(4)將步驟(3)所得到的溶液轉入到具有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中，放置在 100°C烘箱中，老化Mh，然后經冷卻、過濾、洗滌、干燥，再經過抽提去除表面活性劑得到含 有活性氯基基團的介孔氧化硅；(5)氮氣保護下，將步驟(4)得到的具有活性氯基基團的介孔氧化硅材料分散在甲苯 中，控溫110°C，加熱回流將其充分混合均勻，得混合溶液；(6)將雙西弗堿有機分子加入到步驟(5)中的混合溶液中，控溫110°C，加熱回流Mh 后，經冷卻、抽濾、洗滌，干燥得到雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料；其中，雙西弗堿 有機分子與有機硅烷化試劑摩爾比范圍為1 :0. 2^20 ；所述的有機硅烷化試劑的通式為=ClCnH2n-Si (0CmH2m+1) 3，式中η為1 4，m為1 4 ；有 機硅烷化試劑與無機硅源正硅酸乙酯的摩爾比為1:廣20。
3.根據權利要求2所述的制備雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料的方法，其特征 在于步驟(4)中，抽提去除表面活性劑所采用的試劑為乙醇的鹽酸、醋酸溶液。
4.根據權利要求2所述的制備雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料的方法，其特征 在于步驟(6)中，所述的雙西弗堿有機分子與有機硅烷化試劑摩爾比為1 :1。
5.根據權利要求2所述的制備雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料的方法，其特征 在于步驟(6)中，所述的雙西弗堿有機分子的結構式為
6.根據權利要求2所述的制備雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料的方法，其特征 在于步驟(6)中，所述的雙西弗堿有機分子是通過以下方法制得在氮氣保護下，按照摩爾比為1:1將2，3，5，6-四氟對苯甲二胺和對苯二甲醛投入到具 有少量乙酸的乙醇溶液中，室溫下攪拌Mh，經抽濾、洗滌、干燥即可。
全文摘要
本發明了公開了一種雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料及其制備方法。該雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料經氮氣吸附/脫附等溫線測定的孔徑為2-7nm，比表面積為230-395m2/g。該制備方法為首先制備含有活性氯基基團的介孔氧化硅；再將功能化介孔氧化硅充分分散在甲苯中，回流條件下加入經胺與醛縮合所得到的FPMBA，然后經冷卻、抽濾、洗滌、干燥，得到雙西弗堿功能化的介孔氧化硅抗菌材料。本發明制備的孔內雙西弗堿功能化的介孔氧化硅具有規整的一維孔道結構，比表面積大，具有較大的孔徑，實現抗菌材料的孔內自組裝。由于首先采用在溶膠/凝膠體系中利用硅烷化試劑和正硅酸乙酯原位共縮合進行合成，孔表面的氯基量是可控的，因而實現了有機西弗堿固載量的可控性。
文檔編號A01P1/00GK102132700SQ20111000975
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月18日 優先權日2011年1月18日
發明者儲升, 孔飛, 王建強, 王英, 鄒志剛, 駱磊磊 申請人:南京大學