专利名称：细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法
技术领域：
本发明属于在纳米纤维表面沉积纳米颗粒的技术，特别是一种细菌纤维素-纳米银颗粒复合体系的制备方法。
背景技术：
细菌纤维素(Bacterialcellulose，BC)是当今国内外生物材料研究的热点之一， 它是由部分细菌产生的一类高分子化合物，最早由英国科学家Brown在1886年发现。细菌纤维素纤维是由直径3 4纳米的微纤组合成40 60纳米粗的纤维束，并相互交织形成发达的超精细网络结构，细菌纤维素的弹性模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上，有很强的持水能力，同时具有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性。近年来，开发基于细菌纤维素的有机-无机杂化材料或纳米复合材料引起了广泛关注。有关纳米银-细菌纤维素的工作也已有 艮道(Antibacterial activity of nanocomposites of silver and bacterial or vegetabIecellulosic fibers， Acta Biomaterialia，2009，5，2279—2289 ； 载银细菌纤维素抗菌敷料的制备及其抗菌性能的研究，生物医学工程学杂志，2009二6， 1034-1038)。但这些工作均采用硼氢化钠、水合胼、醛类等作为还原剂，如进行工业化，将面临操作成本、安全以及毒性问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用廉价无毒还原剂制备细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法。实现本发明目的的技术解决方案为一种细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将细菌纤维素湿膜粉碎后加入碱溶液中煮沸，再用醋酸溶液中和处理，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于银盐溶液中浸渍，然后过滤或离心分离得固状物， 再用去离子水洗涤；第三步，将第二步所得产物置于聚乙二醇溶液中搅拌后置于冰浴中，再向此溶液滴加抗坏血酸溶液；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，然后静止2-6小时；第五步，将第四步所得产物离心分离，用去离子水洗涤3-5次后再用乙醇溶液洗涤1-2次，干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。本发明与现有技术相比，其显著优点⑴采用聚乙二醇作为稳定剂，可降低颗粒的团聚性，有利于形成粒径小、分布均勻的纳米复合体系；(2)在聚乙二醇保护下采用抗坏血酸还原银离子，具有温和、无毒等特点，避免用硼氢化钠、水合胼、醛类等时面临操作成本、安全以及毒性问题；(3)由于采用无毒性的原材料，这种细菌纤维素-纳米银复合材料可在医用敷料等领域获得应用。
附图是本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法的流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述。结合附图，本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将细菌纤维素湿膜粉碎后加入碱溶液中煮沸，碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾溶液中的一种或几种的混合，碱溶液浓度为0. 5-2. 0%，再用醋酸溶液中和处理，醋酸溶液浓度为1. 0-2. 0%。然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于银盐溶液中浸渍，银盐为硝酸银或2-乙基己酸银，银盐溶液浓度为0. 0012-0. 6mol/L，然后过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤；第三步，将第二步所得产物置于聚乙二醇溶液中搅拌后置于冰浴中，聚乙二醇溶液浓度为0. 1-1. 0%，再向此溶液滴加抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液浓度为0. 1-0. 5mol/L, 滴加操作温度0_5°C ；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，然后静止2-6小时；第五步，将第四步所得产物离心分离，用去离子水洗涤3-5次后再用乙醇溶液洗涤1-2次，干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料，干燥温度为50-100°C，时间为10-60 小时。本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，银盐与细菌纤维素的用量质量比为 0. 001 1-0. 5:1。本发明在聚乙二醇保护下采用抗坏血酸还原银离子的方法，同时发挥聚乙二醇的稳定作用和抗坏血酸反应温和、无毒等优点，形成粒径小、分布均勻的纳米复合体系。细菌纤维素-纳米银复合材料可用于医用抗菌敷料等领域。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施实例1 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加0. 5%的NaOH溶液中，煮沸1_2小时，再用1. 0%的醋酸溶液处理20-30分钟，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0. 6mol/L的AgNO3溶液(25mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至0. 5%的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌1_2小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. 5mol/L的抗坏血酸溶液维生素C (50mL) 整个反应过程不超过5 °C ；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，静止2-6小时；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤3次后再用乙醇溶液洗涤1次， 干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤3次后再用乙醇溶液洗涤1次， 空气中80°C干燥10小时，得细菌纤维素-纳米银复合材料。
实施实例2 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加2. 0%的碳酸钠溶液中，煮沸0. 5-1小时， 再用2. 0%的醋酸溶液处理30-50分钟，最后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0.0012mol/L的AgNO3溶液Q5mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至0. 01%的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌2_3小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. lmol/L的抗坏血酸溶液(5mL)整个反应过程不超过5 °C ；第四步，同实施实例1第四步；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤3次后再用乙醇溶液洗涤1次， 50°C真空干燥48小时，得细菌纤维素-纳米银复合材料。实施实例3 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，同实施实例1第一步；第二步，将第一步所得产物置于0. 06mol/L的2_乙基己酸银溶液(25mL)中浸渍， 室温下搅拌1-2小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至0. 的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌0. 5-1小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. lmol/L的抗坏血酸溶液(IOmL)整个反应过程不超过5 °C ；第四步，同实施实例1第四步；第五步，同实施实例2第五步。实施实例4 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加1. 5%的氢氧化钾溶液中，煮沸1-2小时， 再用1. 2%的醋酸溶液处理20-30分钟，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0. 5mol/L的AgNO3溶液(25mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至0. 5%的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌1_2小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. 5mol/L的抗坏血酸溶液(50mL)整个反应过程不超过5 °C ；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，静止2-6小时；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤3次后再用乙醇溶液洗涤1次， 干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。实施实例5 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加1.5%的NaOH溶液中，煮沸1_2小时，再用2. 0%的醋酸溶液处理20-30分钟，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0. lmol/L的AgNO3溶液(25mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌1_2小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. 5mol/L的抗坏血酸溶液(50mL)整个反应过程不超过5 °C ；
第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，静止2-6小时；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤3次后再用乙醇溶液洗涤1次， 干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。实施实例6 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加2%的NaOH溶液中，煮沸1_2小时，再用 2. 0%的醋酸溶液处理20-30分钟，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0. 05mol/L的AgNO3溶液(25mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌1_2小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. 2mol/L的抗坏血酸溶液(50mL)整个反应过程不超过5 °C ；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，静止2-6小时；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤3次后再用乙醇溶液洗涤2次， 干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。实施实例7 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加2 %的碳酸钾溶液中，煮沸1-2小时，再用 1. 0%的醋酸溶液处理20-30分钟，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0. 01mol/L的AgNO3溶液(25mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌1_2小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. lmol/L的抗坏血酸溶液(50mL)整个反应过程不超过5 °C ；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，静止2-6小时；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤2次后再用乙醇溶液洗涤2次， 干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。实施实例8 本发明细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，包括以下步骤第一步，将5g细菌纤维素湿膜粉碎后，加的NaOH溶液中，煮沸1_2小时，再用 1. 5%的醋酸溶液处理20-30分钟，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于0. 03mol/L的AgNO3溶液(25mL)中浸渍，室温下搅拌2-3小时，过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤至3次；第三步，将第二步产物转移至1. 5%的聚乙二醇水溶液(50mL)，搅拌1_2小时后置于冰浴中，当反应体系温度低于5°C时，开始滴加0. 5mol/L的抗坏血酸溶液(50mL)整个反应过程不超过5 °C ；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，静止2-6小时；第五步，将第四步产物离心分离，用去离子水洗涤2次后再用乙醇溶液洗涤1次， 干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。
权利要求
1.一种细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤第一步，将细菌纤维素湿膜粉碎后加入碱溶液中煮沸，再用醋酸溶液中和处理，然后用去离子水洗涤直至中性；第二步，将第一步所得产物置于银盐溶液中浸渍，然后过滤或离心分离得固状物，再用去离子水洗涤；第三步，将第二步所得产物置于聚乙二醇溶液中搅拌后置于冰浴中，再向此溶液滴加抗坏血酸溶液；第四步，将第三步的反应体系自然升温至室温，然后静止；第五步，将第四步所得产物离心分离，用去离子水洗涤后再用乙醇溶液洗涤，干燥后获得细菌纤维素-纳米银复合材料。
2.根据权利要求1所述细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于第一步中碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾溶液中的一种或几种的混合，碱溶液浓度为0. 5-2.0%，醋酸溶液浓度为1.0-2.0%。
3.根据权利要求1所述的细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于第二步中银盐为硝酸银或2-乙基己酸银。
4.根据权利要求1所述一种细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于 第二步中银盐溶液浓度为0. 0012-0. 6mol/L。
5.根据权利要求1所述的细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于银盐与细菌纤维素的用量质量比为0.001 1-0.5 1。
6.根据权利要求1所述的细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于第三步中聚乙二醇溶液浓度为0. 1-1. 0%，抗坏血酸溶液浓度为0. 1-0. 5mol/L，滴加操作温度 0-5 °C。
7.根据权利要求1所述的细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于第四步中静止时间为2-6小时。
8.根据权利要求1所述的细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法，其特征在于第五步中干燥温度为50-100°C，时间为10-60小时，用去离子水洗涤的次数为3-5次，用乙醇溶液洗涤的次数为1-2次。
全文摘要
本发明公开了一种细菌纤维素-纳米银复合材料的制备方法。该复合材料由以下步骤制备而得将细菌纤维素湿膜进行预处理后，置于银盐溶液中浸渍，将吸附银离子的细菌纤维素转移至聚乙二醇溶液中，再向此混合体系滴加抗坏血酸溶液，经离心分离、洗涤和干燥后，获得细菌纤维素-纳米银复合材料。本发明在聚乙二醇保护下采用抗坏血酸还原银离子的方法，同时发挥聚乙二醇的稳定作用和抗坏血酸反应温和、无毒等优点，形成粒径小、分布均匀的纳米复合体系。细菌纤维素-纳米银复合材料可用于医用抗菌敷料等领域。
文档编号C23C18/44GK102212806SQ20101013991
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者何浩明, 孙东平, 杨加志, 汪信 申请人:南京理工大学