[发明专利]一种银二氧化钛复合抗菌材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种无机抗菌剂及其制备方法，具体涉及一种具有多级结构的银二氧化钛复合抗菌材料的制备方法。以制备多级结构碱式碳酸镁为模板，将模板剂、钛源和银源依次混合制备银钛复合中间产物，然后通入二氧化碳气体和加入缓冲溶液除去模板剂，得到银钛复合前驱体，银钛复合前驱体干燥后，氮气保护条件下高温煅烧得到银二氧化钛复合材料。选用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌做细菌测试实验，制备的材料复合了银单质和二氧化钛的抗菌性能，相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果。

技术领域

本发明涉及一种无机抗菌剂及其制备方法，具体涉及一种具有多级结构的银二氧化钛复合抗菌材料的制备方法。

背景技术

抗菌剂是一类以杀灭或抑制微生物生长为主要功能的制剂，主要分为有机材料抗菌剂和无机材料抗菌剂。大多数有机材料抗菌剂易分解、易产生细胞毒性，长期使用会使细菌产生抗药性，因而限制了其应用。无机抗菌材料因其广谱抗菌性，不易产生耐药性而成为当前人们研制抗菌材料的焦点。银纳米抗菌剂相对于传统抗菌剂有更好的抗菌效果，但是单一的银纳米颗粒易团聚，且在空气环境下易被氧化。为解决这些问题，人们开始寻找合适的载体材料，更好的分散银纳米粒子，开发新的银复合抗菌材料。

作为重要的无机载体材料，二氧化钛(Ti0₂)不仅本身具有抗菌性，而且颗粒表面富含羟基，可以增强其生物相容性，制备银二氧化钛复合材料极大的拓宽了银纳米复合抗菌材料的应用。中国专利201110092394.4公开了一种负载银的二氧化钛抗菌剂及其制备方法，主要利用水热法合成二氧化钛微球载体，再用还原法或过量浸渍法将银负载在载体的表面或内部。中国专利200410052644.1将银粒子负载在具有多孔结构包覆层的二氧化钛颗粒上，从而得到复合无机抗菌剂。目前虽然已合成了不同形貌的银二氧化钛的复合抗菌材料，但具有多级结构的银二氧化钛复合抗菌材料的制备技术鲜见报道。本发明提出一种新的实用技术，使用碱式碳酸镁为模板，制备了具有多级结构的银二氧化钛复合抗菌材料。

发明内容

本发明的目的是合成一种具有多级结构的抗菌性能优良的银二氧化钛复合材料。

本发明的技术方案是以制备的碱式碳酸镁为模板制备银钛复合中间产物，然后通入二氧化碳气体和加入缓冲溶液除去模板剂，得到银钛复合前驱体，银钛复合前驱体干燥后，氮气保护条件下高温煅烧得到银二氧化钛复合材料。其特征在于碱式碳酸镁合成过程的温度和时间、钛源的选择、水解液组成及配方比例、模板剂去除的缓冲液的组成及配方比例、银钛复合前驱体的煅烧温度和时间如下：

合成碱式碳酸镁的温度为50～100℃，时间为5～60min；钛源在钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、钛酸乙酯中选取任意一种；水解液由高纯水、无水乙醇和水解抑制剂组成；水解抑制剂在冰醋酸、硝酸、盐酸、醋酸铵、硝酸铵、氯化铵中选取一种或两种以上混合；水解液中高纯水、无水乙醇和水解抑制剂的体积比为1:1～10:0.05～0.5；缓冲液在磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中选取一种或两种以上混合；银钛复合前驱体的煅烧温度为400～600℃；煅烧的时间为2～6h。

制备的工艺流程如下：

步骤1：取0.5～2M的氯化镁水溶液和0.5～2M的碳酸钠水溶液分别加热至50～100℃。将上述两种溶液混合，机械搅拌，并保持转速在300～500r/min，搅拌5～60min，然后陈化60～150min，过滤、水洗得碱式碳酸镁模板；

步骤2：取碱式碳酸镁模板剂，超声分散于无水乙醇中，加入适量的钛源，机械搅拌10～30min,缓慢滴加给定比例的高纯水、无水乙醇、水解抑制剂组成的水解液，水解3～8h，离心、洗涤、干燥，得到含钛中间体；

步骤3：取含钛中间体超声分散于无水乙醇中，加入硝酸银溶液，机械搅拌3～8h。然后向混合液中通入二氧化碳气体和加入缓冲液以去除模板，离心、洗涤、干燥后得到银钛复合前驱体；