本发明属于抗菌剂制备领域，具体涉及一种简便、低成本、高效、环保，分散性良好且不会发生团聚现象的纳米银抗菌剂的制备方法。
背景技术：
纳米材料是一种迅速发展的新型材料，其中，纳米银是自问世以来一直深受人们的关注，这不仅是其具有独特的电子特性，光学特性，机械特性和催化特性，而且具有良好的抗菌性，生物兼容性和表面易修饰等优点。故纳米银在生物医用材料，化工的催化剂，陶瓷材料，导电浆料，污水处理，建筑材料，光吸收材料，涂料，传感器，高性能电极材料等具有广阔的应用前景，成为具有特殊性能的功能材料理论研究和应用开发的重要课题。
纳米银是目前常用的抗菌材料之一，它是指1nm～100nm之间的金属银微粒，具有显著的表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应，表现出良好的抗菌活性，被广泛应用于导管和支架、外科手术器材及伤口愈合纱布等医学材料。尽管银纳米材料在抗菌材料和抗菌医学材料中得到广泛应用，但是现有制作方法成本高污染较大，另外其颗粒很容易被空气氧化和聚集，导致其抗菌性能的下降。
纳米银的制备方法很多，总的来说可分物理法、化学法和生物法三大类。不同纳米银的制备方法各有优缺点。采用现有的方法,已合成出多种粒径的球形纳米银粒子和各种颜色的纳米银溶胶,也合成出纳米银线和树枝状的具有一定空间结构的银纳米材料等。随着科技的进步，纳米银生产技术将向成本低、消耗低、污染低的方向发展。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种简便、环保、高效且具有高抗菌活性的纳米银复合抗菌剂的制备方法，且所制备出纳米银复合抗菌剂其纳米银粒子粒径小、分散性好、无团聚现象，且能够逐渐从基质中释放而达到长期抗菌的目的。
本发明提供的纳米银的制备方法有别于在现有的制备方法,一方面利用硅酸镁锂在水中膨胀能形成包含大量水网络结构的凝胶,具有较好的分散性、悬浮性、增稠性和触变性和良好的吸附性等特性，另一方面利用γ-聚谷氨酸高温碳化后比表面积大吸附能力强的特点，两者结合可以作为负载纳米银的良好载体材料，制备得到的纳米银能充分分散因而不会发生团聚，而硝酸银在高温热解是能形成元素银(2agno3＝2ag+2no2↑+o2↑)，.因而在载体材料碳化过程中还可以使硝酸银直接热解成纳米银，是一种结合物理法和化学法的简便灵巧方法，具有简便、环保、高效且具有高抗菌活性的特点，且所制备出纳米银复合抗菌剂其纳米银粒子粒径小、分散性好、无团聚现象，且能够逐渐从基质中释放而达到长期抗菌的目的，是一种具有独特的技术和成本优势的纳米银制备新技术。
本发明的制备纳米银复合抗菌剂的简便方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含γ-聚谷氨酸、银离子、硅酸镁锂的水溶液进行热解，热解后的粉末即为纳米银复合抗菌剂。
所述的银离子可以是各种能够提供银离子的可溶性的盐，优选为硝酸银。
优选，配制质量体积浓度10～30g/l的γ-聚谷氨酸水溶液、质量体积浓度10～30g/l的硝酸银水溶液；按质量体积比1g：17-33ml将硅酸镁锂和水混合，得到硅酸镁锂水溶液；
按硅酸镁锂：γ-聚谷氨酸水溶液＝1g︰5-10ml的比例将硅酸镁锂水溶液与γ-聚谷氨酸水溶液混合得到混合液，再按硅酸镁锂：硝酸银水溶液＝1g︰12-18ml的比例将硝酸银水溶液加入到混合液中，制得混合物，将混合物置于坩埚，于380-420℃加热烘烤，加热时间为10-60分钟，收集加热烘干后的粉末，冷却后即得纳米银复合抗菌剂。
所述的γ-聚谷氨酸可以是按照专利公开号为：cn1932007a，发明名称为：γ-聚谷氨酸产生菌及利用该菌株制备γ-聚谷氨酸的方法制备获得。
所述的硅酸镁锂可以按照文献【硅酸镁锂的的有机改性及对cr(ⅵ)的吸附特性，高等学校化学学报，38(2)：173～181】中的水热法合成方法合成其，制备步骤为:称取1.0glicl放入烧杯中，加入一定量的水至其完全溶解。称取13.5gmgcl2·6h2o放入另一个烧杯中，将2mol/l的氨水缓慢加入到盛有mgcl2·6h2o的烧杯中并搅拌，使mgcl2充分反应并形成mg(oh)2沉淀；反应结束后使用高速离心机在转速16000r/min条件下对溶液离心20min，然后利用去离子水洗涤沉淀.将所得mg(oh)2转移到licl溶液中，充分搅拌从而形成混合浆液，然后加入27.8gna2sio3·9h2o(水玻璃)并搅拌均匀.最后将混合浆液置于水热反应釜中，在150℃下水热反应72h.待反应结束后将悬浮液置于离心管中进行离心(离心机转速16000r/min，离心时间20min)，然后利用去离子水对离心产物进行洗涤，并在烘箱中于70℃下烘干24h，然后利用研钵研磨样品，使其能够通过200目标准筛，即得到硅酸镁锂样品。
本发明提供了一种通过物理法和化学法相结合的原位制备纳米银复合抗菌剂的方法。按照上述制备方法可制备出纳米银粒径在10-60nm的呈黑色粉末状纳米银复合抗菌剂，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均可达到90％-100％。用本发明方法制得的纳米银复合抗菌剂，由于硅酸镁锂具有较好的分散性，而聚谷氨酸经过热解过程后，可降解为软质、松散和多孔的生物炭。这种碳质基质具有高负载能力，这可以支持金属纳米颗粒的分散，并通过保护金属纳米粒子的聚集和氧化来保持其稳定性。此外，所获得的烘焙生物炭可以显示足够的渗透性，以使嵌入的纳米银(agnps)容易地从基质中释放以杀死细菌。
与化学还原法相比较，本发明专利的这种热解策略显得容易、高效、成本效益高，因此更有利于应用于工业制造。另外，与化学法相比较，它基本没有产生溶剂等污染物。得到的吸附有纳米银(agnps)的复合材料可以用于作为抗菌填料，制备的纳米复合材料可以用于涂料、抗菌空气净化材料等多个行业。且所制备出纳米银复合抗菌剂其纳米银粒子粒径小、分散性好、无团聚现象，且能够逐渐从基质中释放而达到长期抗菌的目的。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
称取2g的γ-聚谷氨酸粉末溶于100ml的双蒸水中，制成2％的γ-聚谷氨酸溶液；称取2g硝酸银溶于100ml的双蒸水中，制成2％的硝酸银溶液；称取1g硅酸镁锂，装入瓷坩埚中，加入到33ml的双蒸水中，再往里面一边搅拌加入一边加入7ml配成的2％的γ-聚谷氨酸溶液，然后加入15ml上述配成的2％的硝酸银溶液。然后将装有混合物的瓷坩埚，置于马弗炉中用400℃加热烘烤，加热时间为40分钟。待马弗炉温度降低然后收集上述加热烘干后的粉末，在室内环境下逐渐冷却至室温，即制成硅酸镁锂+纳米银+聚谷氨酸生物炭的纳米银复合抗菌剂。
经测定，本实施例的纳米银复合抗菌剂，其银粒子粒径为5～40nm，纳米银颗粒分散良好，在添加浓度为25mg/l时，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到100％，对大肠杆菌抗菌率达到99.99％，显示出良好的抗菌活性。
实施例2：
称取1g的γ-聚谷氨酸粉末溶于100ml的双蒸水中，制成1％的γ-聚谷氨酸溶液；称取2g硝酸银溶于100ml的双蒸水中，制成2％的硝酸银溶液；称取1g硅酸镁锂，装入瓷坩埚中，加入到17ml的双蒸水中，再往里面一边搅拌加入一边加入10ml配成的1％的γ-聚谷氨酸溶液，然后加入12ml上述配成的2％的硝酸银溶液。然后将装有混合物的瓷坩埚，置于马弗炉中用380℃加热烘烤，加热时间为10分钟。待马弗炉温度降低然后收集上述加热烘干后的粉末，在室内环境下逐渐冷却至室温，即制成硅酸镁锂+纳米银+聚谷氨酸生物炭的纳米银复合抗菌剂。
经测定，本实施例的纳米银复合抗菌剂，其银粒子粒径为5～35nm，纳米银颗粒分散良好，在添加浓度为25mg/l时，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到94.80％，对大肠杆菌抗菌率达到98.70％，显示出良好的抗菌活性。
实施例3：
称取3g的γ-聚谷氨酸粉末溶于100ml的双蒸水中，制成3％的γ-聚谷氨酸溶液；称取3g硝酸银溶于100ml的双蒸水中，制成3％的硝酸银溶液；称取1g硅酸镁锂，装入瓷坩埚中，加入到25ml的双蒸水中，再往里面一边搅拌加入一边加入5ml配成的3％的γ-聚谷氨酸溶液，然后加入12ml上述配成的3％的硝酸银溶液。然后将装有混合物的瓷坩埚，置于马弗炉中用420℃加热烘烤，加热时间为60分钟。待马弗炉温度降低然后收集上述加热烘干后的粉末，在室内环境下逐渐冷却至室温，即制成硅酸镁锂+纳米银+聚谷氨酸生物炭的纳米银复合抗菌剂。
经测定，本实施例的纳米银复合抗菌剂，其银粒子粒径为5～60nm，纳米银颗粒分散良好，在添加浓度为25mg/l时，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到98.85％，对大肠杆菌抗菌率达到99.99％，显示出良好的抗菌活性。
实施例4：
称取2g的γ-聚谷氨酸粉末溶于100ml的双蒸水中，制成2％的γ-聚谷氨酸溶液；称取3g硝酸银溶于100ml的双蒸水中，制成3％的硝酸银溶液；称取1g硅酸镁锂，装入瓷坩埚中，加入到25ml的双蒸水中，再往里面一边搅拌加入一边加入7ml配成的2％的γ-聚谷氨酸溶液，然后加入15ml上述配成的3％的硝酸银溶液。然后将装有混合物的瓷坩埚，置于马弗炉中用400℃加热烘烤，加热时间为30分钟。待马弗炉温度降低然后收集上述加热烘干后的粉末，在室内环境下逐渐冷却至室温，即制成硅酸镁锂+纳米银+聚谷氨酸生物炭的纳米银复合抗菌剂。
经测定，本实施例的纳米银复合抗菌剂，其银粒子粒径为5～40nm，纳米银颗粒分散良好，在添加浓度为25mg/l时，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到99.99％，对大肠杆菌抗菌率达到100.00％，显示出良好的抗菌活性。
实施例5：
称取3g的γ-聚谷氨酸粉末溶于100ml的双蒸水中，制成3％的γ-聚谷氨酸溶液；称取1g硝酸银溶于100ml的双蒸水中，制成1％的硝酸银溶液；称取1g硅酸镁锂，装入瓷坩埚中，加入到17ml的双蒸水中，再往里面一边搅拌加入一边加入5ml配成的3％的γ-聚谷氨酸溶液，然后加入18ml上述配成的1％的硝酸银溶液。然后将装有混合物的瓷坩埚，置于马弗炉中用380℃加热烘烤，加热时间为20分钟。待马弗炉温度降低然后收集上述加热烘干后的粉末，在室内环境下逐渐冷却至室温，即制成硅酸镁锂+纳米银+聚谷氨酸生物炭的纳米银复合抗菌剂。
经测定，本实施例的纳米银复合抗菌剂，其银粒子粒径为5～40nm，纳米银颗粒分散良好，在添加浓度为25mg/l时，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到95.32％，对大肠杆菌抗菌率达到98.35％，显示出良好的抗菌活性。
实施例6：
称取1g的γ-聚谷氨酸粉末溶于100ml的双蒸水中，制成1％的γ-聚谷氨酸溶液；称取1g硝酸银溶于100ml的双蒸水中，制成1％的硝酸银溶液；称取1g硅酸镁锂，装入瓷坩埚中，加入到33ml的双蒸水中，再往里面一边搅拌加入一边加入10ml配成的1％的γ-聚谷氨酸溶液，然后加入18ml上述配成的1％的硝酸银溶液。然后将装有混合物的瓷坩埚，置于马弗炉中用420℃加热烘烤，加热时间为50分钟。待马弗炉温度降低然后收集上述加热烘干后的粉末，在室内环境下逐渐冷却至室温，即制成硅酸镁锂+纳米银+聚谷氨酸生物炭的纳米银复合抗菌剂。
经测定，本实施例的纳米银复合抗菌剂，其银粒子粒径为5～50nm，纳米银颗粒分散良好，在添加浓度为25mg/l时，对金黄色葡萄球菌抗菌率达到90.63％，对大肠杆菌抗菌率达到94.81％，显示出良好的抗菌活性。