一种纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于杂化材料制备技术领域，具体涉及一种纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化 石墨稀杂化抗菌剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展和人民生活水平的不断提高，人们对生存环境的质量和卫生水平 提出了更高的要求，特别是对健康的意识也在不断增强。然而，各种各样的致病微生物在自 然界分布非常广泛，并在一定条件下生长、繁殖，甚至变异，不仅会引起各种材料的分解、变 质和腐败，还威胁着人类的健康。抗菌材料及制品的开发和应用可以从材料角度控制和减 缓细菌微生物对人们生活的污染及危害，受到了人们越来越多的关注。因而，研发高效、无 毒、效力持久的抗菌产品成为抗菌领域的一大热点，成为一项与人类健康息息相关的重要 课题。
[0003] 无机抗菌剂与有机类、天然类抗菌剂相比，具有长效、不产生耐药性、无毒副作用 等优点，特别是其突出的缓释性和良好的耐热性，因而具有极大的发展潜力。近年来，许多 研宄发现纳米羟基锡酸锌和氧化石墨烯均具有良好的抗菌性能。因此，本发明通过一种简 单的方法制备了纳米介孔羟基锡酸锌修饰的氧化石墨烯杂化抗菌剂。该抗菌剂结合了羟基 锡酸锌和氧化石墨烯的抗菌性能，具有良好的抑菌杀菌作用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了提供一种纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂， 同时还提供了该产品的制备方法。
[0005] 基于上述目的，本发明采取了如下技术方案： 一种纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂，所述杂化抗菌剂中纳米介孔羟 基锡酸锌的粒径范围为30-80纳米；羟基锡酸锌的孔尺度为1-5纳米；氧化石墨稀在抗菌 剂中的重量比为2. 5-10%。
[0006] 上述杂化抗菌剂的制备方法：将锌盐、锡酸盐、氧化石墨烯加入反应介质中搅拌反 应l-6h，反应温度为0_60°C，反应结束后过滤、干燥即得。
[0007] 较好地，所述锌盐在反应介质中的摩尔浓度为0. 005-0. 01mol/L，锡酸盐在反应介 质中的摩尔浓度为0. 005-0.0 lmol/L ;所述锌盐与锡酸盐的摩尔比为1: (0. 5-2);所述反应 介质为水和乙醇中的至少一种。
[0008] 具体地，所述锌盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、乙酸锌中的任意一种或两种以上混 合。
[0009] 所述锡酸盐为锡酸钠和锡酸钾的一种或两种的混合。
[0010] 本发明方法得到的羟基锡酸锌为介孔材料，比表面积大，因此，其吸附能力更强， 抑菌和杀菌能力也增强；同时，由于氧化石墨條也具有杀菌能力，羟基锡酸梓和氧化石墨條 杂化得到的抗菌剂的抑菌和杀菌能力进一步得到增强。试验证实：本发明的纳米介孔羟基 锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂在水可以以较高浓度分散在水中，不会分解且不会产生 不可逆的团聚，纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂对大肠杆菌具有较好的抑 菌和杀菌性能。
[0011] 除此之外，本发明提供的制备方法具有步骤简单、原料廉价易得、反应条件温和等 特点，其产率高、生产成本低，适合大规模工业化生产。
【附图说明】
[0012] 图1是实施例1-4所得产物的透射电镜图； 图2是实施例1-4所得产物对大肠杆菌（E. cWi)的抑菌率曲线。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0014] 实施例1 称取0. 14g七水硫酸锌、0. 13g三水锡酸钠、0. 005g氧化石墨稀(根据Hummers和 OfTeman法制备，下同。）置于250mL反应器中，加入100mL蒸馏水，搅拌反应6h，反应温度控 制在〇°C，反应结束后过滤、干燥，所得产品即为纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化 抗菌剂。
[0015] 图l_a图片是所得产品的透射电镜照片，从图中可以看出纳米介孔羟基锡酸锌的 粒径为30-50nm ;纳米介孔羟基锡酸锌的孔洞约为l-5nm。
[0016] 实施例2 称取0.1 Og氯化锌、0. 13g三水锡酸钠、0.0 lg氧化石墨烯置于250mL反应器中，加入 50ml无水乙醇和50ml蒸馏水，搅拌反应4h，反应温度控制在20°C，反应结束后过滤、干燥， 所得产品即为纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂。
[0017] 图Ι-b图片是所得产品的透射电镜照片，从图中可以看出纳米介孔羟基锡酸锌的 粒径为40-60nm ;纳米介孔羟基锡酸锌的孔洞约为l-5nm。
[0018] 实施例3 称取0. 22g二水乙酸锌、0. 27g三水锡酸钠、0. 02g氧化石墨烯置于250mL反应器中，加 入40mL无水乙醇和60mL蒸馏水，搅拌反应2h，反应温度控制在40°C，反应结束后过滤、干 燥，所得产品即为纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂。
[0019] 图I-C图片是所得产品的透射电镜照片，从图中可以看出纳米介孔羟基锡酸锌的 粒径为30-60nm ;纳米介孔羟基锡酸锌的孔洞约为l-5nm。
[0020] 实施例4 称取0. 3g六水硝酸锌、0. 3g三水锡酸钾、0. 04g氧化石墨烯置于250mL反应器中，加入 100mL蒸馏水，搅拌反应lh，反应温度控制在60°C，反应结束后过滤、干燥，所得产品即为纳 米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂。
[0021] 图ι-d图片是所得产品的透射电镜照片，从图中可以看出纳米介孔羟基锡酸锌的 粒径为70-80nm ;纳米介孔羟基锡酸锌的孔洞约为l-5nm。
[0022] 分散性实验： 实施例1-4所得产品在水中的分散性能试验结果见表1。结果表明：纳米介孔羟基锡 酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂可以以较高浓度分散在水中，不会分解且不会产生不可逆 的团聚。
[0023] 下表1为纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯水中分散性能。
[0024] 表1纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯水中分散性能
【主权项】
1. 一种纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂，其特征在于，所述杂化抗菌 剂中纳米介孔羟基锡酸锌的粒径为30-80纳米；羟基锡酸锌的孔尺度为1-5纳米；氧化石 墨烯在抗菌剂中的重量比为2. 5-10%。
2. -种权利要求1所述的纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨稀杂化抗菌剂的制备方 法，其特征在于，将锌盐、锡酸盐、氧化石墨烯加入反应介质中搅拌反应l-6h，反应温度为 0-60 °C，反应结束后过滤、干燥即得。
3. 根据权利要求2所述的纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨稀杂化抗菌剂的制备方 法，其特征在于，所述锌盐在反应介质中的摩尔浓度为0. 005-0. 01mol/L，锡酸盐在反应介 质中的摩尔浓度为0. 005-0.0 lmol/L ;所述锌盐与锡酸盐的摩尔比为1: (0. 5-2);所述反应 介质为水和乙醇中的至少一种。
4. 根据权利要求2或3所述的纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨稀杂化抗菌剂的制备 方法，其特征在于，所述锌盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、乙酸锌中的任意一种或两种以上混 合。
5. 根据权利要求2或3所述的纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨稀杂化抗菌剂的制备 方法，其特征在于，所述锡酸盐为锡酸钠和锡酸钾中的一种或两种的混合。
【专利摘要】一种纳米介孔羟基锡酸锌修饰氧化石墨烯杂化抗菌剂及其制备方法，属于杂化材料制备技术领域，所述杂化抗菌剂中纳米介孔羟基锡酸锌的粒径为30-80纳米；羟基锡酸锌的孔尺度为1-5纳米；氧化石墨烯在抗菌剂中的重量比为2.5-10%。本发明方法得到的羟基锡酸锌为介孔材料，比表面积大，因此，其吸附能力更强，抑菌和杀菌能力也增强；同时，由于氧化石墨烯也具有杀菌能力，羟基锡酸锌和氧化石墨烯杂化得到的抗菌剂的抑菌和杀菌能力进一步得到增强。除此之外，本发明提供的制备方法具有步骤简单、原料廉价易得、反应条件温和等特点，其产率高、生产成本低，适合大规模工业化生产。
【IPC分类】A01N59-00, A01N59-16, A01P1-00, A01P3-00
【公开号】CN104855419
【申请号】CN201510182405
【发明人】贺洁, 李志伟
【申请人】河南大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月17日