氛中，持续约1小时的时间段以将金属的氧化物还原成其各自的纯的金属 态。使珠在N2流下冷却至室温。碳化的和活化的双金属珠的产量在聚合珠的起始重量的 约50%至约60%的范围中变化。
[0053] 实施例3 :金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的表征
[0054] 利用原子吸收分析（AAS)来表征利用实例2中描述的方法合成的金属纳米颗粒掺 杂的多孔碳珠，，以确定金属负载量。分析显示，每种金属（Ag和Cu)的负载量在材料的大约 3mg/g到大约18mg/g的范围之间变化，取决于合成中使用的相应金属盐的相对量。还进行 了 Brunauer-Emmett-Teller(BET)面积和孔尺寸分布（PSD)分析，以确定总表面积和PSD。 从分析观察到，BET面积在大约750m 2/g到大约IlOOmVg的范围中。另外，相比于掺入Cu 的珠子，掺入Ag的珠子具有相对较小的BET面积。
[0055] 图4显示了实例2的单和双金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的示例的扫描电子显微 镜（SEM)图像400。这里，以大约2微米和大约200纳米的分辨率获得的Ag纳米颗粒掺杂 的多孔碳珠的SEM图像分别通过附图标记402和404表示。另外，以大约2微米和大约200 纳米的分辨率获得的Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的SEM图像分别通过附图标记406和408 表示。另外，以大约2微米和大约200纳米的分辨率获得的Ag/Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳 珠的SEM图像分别通过附图标记410和412表示.
[0056] 如图所示，观察到珠子的外表面是多孔的，具有微-介孔。另外，与Cu纳米颗粒掺 杂的多孔碳珠相比，观察到Ag纳米颗粒掺杂的多孔碳珠具有相对较小的多孔性。另外，观 察到Ag/Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的孔隙率在Ag纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的孔隙率和 Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的孔隙率之间。观察到：多孔碳珠外表面上的Ag和Cu纳米颗 粒的分布是均一的，观察到珠子的表面上的Ag纳米颗粒和Cu纳米颗粒的尺寸在大约IOnm 到大约200nm的范围中。
[0057] 实施例4 :金属纳米颗粒掺杂的多孑丨,碳珠的枯；菌十生會K
[0058] 将实施例2的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠用于在样品中抑制细菌。利用平板计 数法，对革兰氏阴性的大肠杆菌（E.coli)和革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌（S.Aureus)进 行金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的抗菌活性测试。这里，在若干锥形烧瓶中利用大约50ml 的无菌DI水稀释大约Iml的细菌溶菌肉汤（LB)。另外，将约0.1 g的每种Ag纳米颗粒掺 杂的多孔碳珠、Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠和Ag/Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠添加到该肉 汤。初始测量的细菌数为大约每ml IO7到约每ml 10 8。
[0059] 在约37°C的温度下将包含细菌肉汤以及Ag纳米颗粒掺杂的多孔碳珠、Cu纳米颗 粒掺杂的多孔碳珠和Ag/Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠中的每一种的的烧瓶维持在速度为 约120rpm的的震荡孵育器中。每12小时从每个烧瓶获得大约Iml溶液的样品，并用于进 一步的分析。测试进行大约72小时的时间段。
[0060] 图5和6是所述金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的抗菌性能的图示500和600,所述 金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠分别具有单金属（Cu或Ag)纳米颗粒掺杂的多孔碳珠和双金 属（Cu和Ag)纳米颗粒掺杂的多孔碳珠。这里，测量了利用实施例5的样品在LB琼脂板上 生长的大肠杆菌细菌的菌落数。
[0061] 如图500所示，多孔碳珠中任一种金属的量的增加在相对较长时间段抑制细菌的 生长。另外，如附图标记502所示，由大约5g金属盐制备的Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠抑 制了细菌的生长，持续大约72小时的时间段。然而，当由相对较少的（大约3g)金属盐制 备的Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠用于样品中时（如附图标记504所代表），一些细菌菌落 在大约48小时的时间段中出现。在大约72小时的时间段中，观察到菌落数增长到大约15， 如附图标记506所示。
[0062] 对于仅由大约Ig的铜盐制备的Cu纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，在大约48小时的时 间段之后，出现显著数目的菌落。另外，在大约72小时的时间段后，菌落数显著增加，如附 图标记508的图所示。表1中提供了单金属（Cu或Ag)纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的抗菌性 能的结果。
[0063] 表 1
[0064]
【主权项】
1. 一种金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，具有大约0. 4mm到大约0. 6mm的平均尺寸，其中 所述多孔碳珠掺杂有银、铜或其组合。
2. 如权利要求1所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述多孔碳珠掺杂有银和 铜。
3. 如权利要求2所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述银的装载量为每克 (g)所述多孔碳珠大约1毫克（mg)到大约6毫克。
4. 如权利要求2所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中铜的加载量为每克（g)所 述多孔碳珠大约5毫克到大约25毫克。
5. 如权利要求1所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述金属纳米颗粒掺杂的 多孔碳珠具有大约750m2/g到大约IlOOmVg的表面积。
6. 如权利要求1所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述金属纳米颗粒掺杂的 多孔碳珠具有大约75%到大约90%的微孔率。
7. 如权利要求1所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述金属纳米颗粒具有大 约10纳米（nm)到大约200纳米的平均直径。
8. 如权利要求1所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述金属纳米颗粒掺杂的 多孔碳珠是抗菌剂。
9. 如权利要求8所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述金属纳米颗粒掺杂的 多孔碳珠抑制来自样品的细菌，持续大约100小时到大约130小时的时间段。
10. 如权利要求9所述的金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述细菌是革兰氏阳性 细菌、革兰氏阴性细菌或其组合。
11. 一种形成金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠的方法，该方法包括： 制备至少一种单体、至少一种溶剂和至少一种催化剂的反应混合物，用于形成聚合物 珠； 将一种或多种金属盐添加到反应混合物以形成金属纳米颗粒掺杂的聚合物珠； 将所述金属纳米颗粒掺杂的聚合物珠碳化和活化以形成多孔的金属氧化物掺杂的活 化的碳珠；和 将所述金属氧化物掺杂的活化的碳珠还原以形成金属纳米颗粒掺杂的多孔的碳珠。
12. -种用于抑制细菌的抗菌剂，所述抗菌剂包括一种或多种金属纳米颗粒掺杂的多 孔碳珠，其中所述一种或多种多孔碳珠掺杂有银、铜、或其组合。
13. -种抑制样品中细菌的方法，该方法包括使样品与抗菌剂接触，该抗菌剂具有一种 或多种金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，其中所述一种或多种多孔碳珠掺杂有银、铜或其组 合，且其中样品中细菌的生长受所述一种或多种金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠控制。
【专利摘要】一种金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠，具有大约0.4mm到大约0.6mm的平均尺寸。所述金属纳米颗粒掺杂的多孔碳珠掺杂有银、铜或其组合。
【IPC分类】A01P3-00, A01P1-00, A01N59-20
【公开号】CN104770395
【申请号】CN201410410762
【发明人】N·维尔马, A·沙玛, P·卡尔
【申请人】坎普尔印度理工学院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年8月20日
【公告号】US20150056260