一種銀二氧化鈦復合抗菌材料的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種無機抗菌劑及其制備方法，具體涉及一種具有多級結構的銀二氧化鈦復合抗菌材料的制備方法。以制備多級結構堿式碳酸鎂為模板，將模板劑、鈦源和銀源依次混合制備銀鈦復合中間產物，然后通入二氧化碳氣體和加入緩沖溶液除去模板劑，得到銀鈦復合前驅體，銀鈦復合前驅體干燥后，氮氣保護條件下高溫煅燒得到銀二氧化鈦復合材料。選用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌做細菌測試實驗，制備的材料復合了銀單質和二氧化鈦的抗菌性能，相比于單一的銀納米抗菌劑有著更好的抗菌效果。
【專利說明】一種銀二氧化鈦復合抗菌材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無機抗菌劑及其制備方法，具體涉及一種具有多級結構的銀二氧化鈦復合抗菌材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]抗菌劑是一類以殺滅或抑制微生物生長為主要功能的制劑，主要分為有機材料抗菌劑和無機材料抗菌劑。大多數有機材料抗菌劑易分解、易產生細胞毒性，長期使用會使細菌產生抗藥性，因而限制了其應用。無機抗菌材料因其廣譜抗菌性，不易產生耐藥性而成為當前人們研制抗菌材料的焦點。銀納米抗菌劑相對于傳統抗菌劑有更好的抗菌效果，但是單一的銀納米顆粒易團聚，且在空氣環境下易被氧化。為解決這些問題，人們開始尋找合適的載體材料，更好的分散銀納米粒子，開發新的銀復合抗菌材料。
[0003]作為重要的無機載體材料，二氧化鈦不僅本身具有抗菌性，而且顆粒表面富含羥基，可以增強其生物相容性，制備銀二氧化鈦復合材料極大的拓寬了銀納米復合抗菌材料的應用。中國專利201110092394.4公開了一種負載銀的二氧化鈦抗菌劑及其制備方法，主要利用水熱法合成二氧化鈦微球載體，再用還原法或過量浸漬法將銀負載在載體的表面或內部。中國專利200410052644.1將銀粒子負載在具有多孔結構包覆層的二氧化鈦顆粒上，從而得到復合無機抗菌劑。目前雖然已合成了不同形貌的銀二氧化鈦的復合抗菌材料，但具有多級結構的銀二氧化鈦復合抗菌材料的制備技術鮮見報道。本發明提出一種新的實用技術，使用堿式碳酸鎂為模板，制備了具有多級結構的銀二氧化鈦復合抗菌材料。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是合成一種具有多級結構的抗菌性能優良的銀二氧化鈦復合材料。
[0005]本發明的技術方案是以制備的堿式碳酸鎂為模板制備銀鈦復合中間產物，然后通入二氧化碳氣體和加入緩沖溶液除去模板劑，得到銀鈦復合前驅體，銀鈦復合前驅體干燥后，氮氣保護條件下高溫煅燒得到銀二氧化鈦復合材料。其特征在于堿式碳酸鎂合成過程的溫度和時間、鈦源的選擇、水解液組成及配方比例、模板劑去除的緩沖液的組成及配方比例、銀鈦復合前驅體的煅燒溫度和時間如下:
[0006]合成堿式碳酸鎂的溫度為50?1001:，時間為5?60111111 ；鈦源在鈦酸正丁酯、鈦酸異丙酯、鈦酸乙酯中選取任意一種；水解液由高純水、無水乙醇和水解抑制劑組成；水解抑制劑在冰醋酸、硝酸、鹽酸、醋酸銨、硝酸銨、氯化銨中選取一種或兩種以上混合；水解液中高純水、無水乙醇和水解抑制劑的體積比為1:1?10:0.05?0.5 ；緩沖液在磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液、磷酸氫二鈉-磷酸二氫鉀緩沖液、磷酸二氫鉀-氫氧化鈉緩沖液、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液中選取一種或兩種以上混合；銀鈦復合前驅體的煅燒溫度為400?6001:；煅燒的時間為2?6匕。
[0007]制備的工藝流程如下:
[0008]步驟1:取0.5?21的氯化鎂水溶液和0.5?21的碳酸鈉水溶液分別加熱至50?10000。將上述兩種溶液混合，機械攪拌，并保持轉速在300?50017^111,攪拌5?600111，然后陳化60?150111111，過濾、水洗得堿式碳酸鎂模板；
[0009]步驟2:取堿式碳酸鎂模板劑，超聲分散于無水乙醇中，加入適量的鈦源，機械攪拌10?30111111，緩慢滴加給定比例的高純水、無水乙醇、水解抑制劑組成的水解液，水解3?811，離心、洗滌、干燥，得到含鈦中間體；
[0010]步驟3:取含鈦中間體超聲分散于無水乙醇中，加入硝酸銀溶液，機械攪拌3?8匕。然后向混合液中通入二氧化碳氣體和加入緩沖液以去除模板，離心、洗滌、干燥后得到銀鈦復合前驅體；
[0011]步驟4:在氮氣氛圍下，400?6001:溫度下，煅燒銀鈦復合前驅體2?6匕獲得具有多級結構的銀二氧化鈦復合材料。
[0012]本發明的效果和益處是，以多級結構的堿式碳酸鎂為模板，可以簡便合成多級結構的銀二氧化鈦復合抗菌材料，制備工藝簡單；選用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌做細菌測試實驗，結果表明制備的材料復合了銀粒子和二氧化鈦的抗菌性能，相比于單一的銀納米抗菌劑有著更好的抗菌效果，抗菌持久，可以廣泛應用于生物醫藥、生活用品等方面。本技術在制造成本和產品性能等方面都展現出顯著的優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]附圖是銀二氧化鈦復合材料的掃描電子顯微鏡圖片。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的【具體實施方式】。
[0015]實施例1:
[0016](1)取10001 II的1甙12溶液和100^1 II的恥2003溶液，分別加熱至80。。。將上述兩種溶液混合于三口瓶中，在轉速300170111下機械攪拌10111111，陳化211，過濾，蒸館|水洗滌2?3次得堿式碳酸鎂模板。
[0017](2)取堿式碳酸鎂模板超聲分散于無水乙醇中，往超聲分散后的溶液中加入51111鈦酸正丁醋，400170111機械攪拌10111111，向上述溶液中緩慢滴加51111高純水、301111無水乙醇和0.5此的醋酸的混合溶液，水解處，離心、洗滌、干燥，得含鈦中間體。
[0018](3)取含鈦中間體超聲分散于無水乙醇中，滴加0.1I的硝酸銀溶液10此，機械攪拌處，通入二氧化碳氣體30111111，再加入601111磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液洗滌以去除模板，產物離心、洗滌、干燥后得到銀鈦復合前驅體。
[0019](4)在氮氣氛圍下，5001:溫度下，煅燒銀鈦復合前驅體處，得到0.928銀二氧化鈦復合材料。
[0020]制備的銀二氧化鈦復合結構顆粒為花狀結構，比表面積為140078,孔體積達到0.82011137^。選用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌做抑菌圈實驗，200卯III濃度下，制備樣品的抑菌圈分別為13(3111和14(3111，同等濃度下商品化銀納米粒子的抑菌圈分別10(3111和11(3111.
[0021]實施例2:
[0022](1)取5001 II的1甙12溶液和100^1 0.51的恥2003溶液，分別加熱至80。。。將上述兩種溶液混合于三口瓶中，在轉速400170111下機械攪拌10111111，陳化211，過濾，蒸飽水洗滌2?3次得堿式碳酸鎂模板。
[0023](2)取多級結構堿式碳酸鎂模板超聲分散于無水乙醇中，往超聲分散后的溶液里加入11111鈦酸異丙醋，400170111機械攪拌20111111，向上述溶液里緩慢滴加24高純水、101111無水乙醇和0.11111鹽酸的混合溶液，水解411，離心、洗滌、干燥，得含鈦中間體。
[0024](3)取多級結構中間體超聲分散于無水乙醇中，加入加0.31的硝酸銀溶液，機械攪拌處，通入(?氣體30111111，再加入201111磷酸氫二鈉-磷酸二氫鉀緩沖液洗滌以去除模板，產物離心、洗滌，干燥后得到銀鈦復合前驅體。
[0025](4)氮氣氛圍下，5001:溫度下，煅燒銀鈦復合前驅體處，得具有0.218多級結構的銀二氧化鈦復合材料。
[0026]制備的銀二氧化鈦復合結構顆粒為花狀結構，比表面積為132078,孔體積達到0.了如!]!3/^。選用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌做抑菌圈實驗，200卯III濃度下，制備樣品的抑菌圈分別為12(3111和13(3111，同等濃度下商品化銀納米粒子的抑菌圈分別10(3111和
【權利要求】
1.一種銀二氧化鈦復合抗菌材料的制備方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1:將0.5?21的氯化鎂水溶液和0.5?21的碳酸鈉水溶液分別加熱至50?10000 ；將上述兩種溶液混合，機械攪拌，并保持轉速為300?50017^111,攪拌5?60-11,然后陳化60?150111111，過濾、水洗得堿式碳酸鎂模板； 步驟2:取堿式碳酸鎂模板，超聲分散于無水乙醇中，加入鈦源，機械攪拌10?30111111，緩慢滴加高純水、無水乙醇和水解抑制劑組成的水解液，水解3?8匕離心、洗滌、干燥，得到含鈦中間體；水解中高純水、無水乙醇和水解抑制劑的體積比為1: 1?10:0.05?0.5 ； 步驟3:取含鈦中間體超聲分散于無水乙醇中，加入硝酸銀溶液，機械攪拌3?8卜；然后向混合液中通入二氧化碳氣體和加入緩沖液以去除模板，離心、洗滌、干燥后得到銀鈦復合前驅體； 步驟4:在氮氣氛圍下，400?6001:溫度下，煅燒銀鈦復合前驅體2?6匕獲得具有多級結構的銀二氧化鈦復合抗菌材料。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，鈦源在鈦酸正丁酯、鈦酸異丙酯、鈦酸乙酯中選取一種。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，水解抑制劑在冰醋酸、硝酸、鹽酸、醋酸銨、硝酸銨、氯化銨中選取一種或兩種以上混合；緩沖液在磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液、磷酸氫二鈉-磷酸二氫鉀緩沖液、磷酸二氫鉀-氫氧化鈉緩沖液、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液中選取一種或兩種以上混合。
【文檔編號】A01P1/00GK104472543SQ201410798814
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】葉俊偉, 程航, 寧桂玲, 孫圓, 田朋, 林 源, 田俊英 申請人:大連理工大學