[发明专利]一种银/石墨烯抗菌复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯复合材料，具体涉及一种银/石墨烯抗菌复合材料的制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是单原子厚度的二维碳原子晶体，为目前人工制得的最薄物质，它被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元。自由态的二维晶体结构一直被认为热力学不稳定，不能在普通环境中独立存在。直至2004年，英国曼彻斯特大学Geim等人采用微机械劈裂法首次获得了稳定存在的石墨烯。自从石墨烯被发现以来，由于其优良的物理化学性质和广阔的应用前景，与石墨烯有关的研究工作已经成为相关学科当前的研究热点。

现有技术中，已经有一些报道石墨烯在抗菌方面的应用。例如，美国《美国化学会-纳米》(ACS-Nano，2010年第4卷4317页)报道了一种石墨烯纸的合成和其抗菌特性，但该文献中公开的方法制备的石墨烯纸完全抗菌浓度高达85μg/ml。又如，德国《微》(Small，2009年20期2253页)报道了一种合成银/石墨烯复合物的方法，该方法利用氧化型氧化石墨烯在氢氧化钾的碱性条件下还原硝酸银制得银石墨烯复合物，由于该方法中需要使用氢氧化钾，不但增加了工艺的复杂性，而且在碱性条件下制备的产物也会影响产物在生物应用方面的安全性。

另外，中国《纳米研究》(Nano Research，2010年第3卷339页)报道了一种银/石墨烯混合物的制备方法，该方法运用了硼氢化钠还原硝酸银制得银石墨烯混合物。但该方法制备的银/石墨烯混合物中的银颗粒分散不均匀，而且其完全抗菌浓度高达50μg/ml；并且，由于该方法中添加的还原剂硼氢化钠影响了后期应用的安全性。

上述现有技术中公开的方法制备的银/石墨烯复合材料的主要问题是达到完全抗菌时的浓度较高，从而影响了其抗菌性能，而且上述方法中还引用了一些影响生物安全性的原料，如氢氧化钾或硼氢化钠等。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种银/石墨烯抗菌复合材料的制备方法，与现有技术相比，本发明提供的方法制备的抗菌复合材料具有良好的生物安全性以及较好的抗菌性能。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种银/石墨烯抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

提供还原型氧化石墨烯-聚苯乙烯硫酸钠复合物的水溶液；

b)将所述步骤a)的复合物的水溶液加热至50℃～70℃；

c)向步骤b)加热后的复合物的水溶液中加入硝酸银溶液反应后得到银/石墨烯抗菌复合材料。

优选的，所述步骤c)中的硝酸银溶液的浓度为0.02mol/ml～0.2mol/ml。

优选的，所述步骤c)中硝酸银的加入速度为0.3ml/小时～0.7ml/小时。

优选的，所述步骤c)中还包括搅拌所述加入硝酸银后的复合物的水溶液的步骤。

优选的，所述步骤c)中的搅拌时间至少为7小时。

优选的，所述复合物的水溶液的浓度为1mg/ml～4mg/ml。

优选的，所述步骤a)中的还原型氧化石墨烯-聚苯乙烯硫酸钠复合物的制备方法包括：

取氧化石墨烯分散在水中然后加入水得到第一混合溶液；

向所述第一混合溶液中加入水合肼，加热至回流状态进行反应，将得到的产物过滤，干燥，得到还原型氧化石墨烯-聚苯乙烯硫酸钠复合物。

优选的，所述氧化石墨烯与聚苯乙烯硫酸钠的质量比为1∶5～1∶20。

优选的，所述加热至回流反应进行反应时的回流反应时间至少为15小时。

本发明还提供一种根据上述制备方法得到的银/石墨烯抗菌复合材料

本发明提供了一种银/石墨烯复合材料的制备方法，本发明提供的方法中采用还原型氧化石墨烯片层为还原剂，在中性pH条件下还原银离子生成银纳米颗粒。由于本发明提供的方法不使用硼氢化钠作为还原剂，并且在整个过程中也不使用氢氧化钾，因此本发明制备的复合材料在后期应用时不会引起较大的生物刺激性。

在本发明的制备的银/纳米抗菌复合材料中，硝酸银提供的银离子由于聚苯乙烯硫酸钠的静电吸附作用，首先附着到还原型氧化石墨烯片层-聚苯乙烯硫酸钠复合物的表面，银离子被还原型氧化石墨烯片层原位还原，形成银纳米颗粒。形成的银纳米颗粒加载到还原型氧化石墨烯片层的表面形成以还原型氧化石墨烯片层为基底的纳米复合材料。由于采用还原型氧化石墨烯片层作为还原剂，所以产物具有银纳米颗粒大小和形态均匀，抗菌性能出色。实验结果表明，本发明制备的复合材料对皮肤无明显刺激性。

附图说明

图1为本发明中银/石墨烯抗菌复合材料合成过程以及抗菌示意图；