[发明专利]一种Ag/Fe3O4/纳米纤维素三元复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种银系无机抗菌复合材料及其制备方法，特别涉及一种 Ag/Fe₃O₄/纳米纤维素三元复合材料及其水热制备方法。

背景技术

细菌、霉菌和病毒等微生物很容易感染人类并对其产生伤害，无机纳米 抗菌材料可以应用于防止人类被有害微生物感染，因此设计和制备一种新型 的具有优异抗菌性能的材料对于改善人类的生存环境具有非常重大的意义。 80年代，人们意识到银是真正的广谱天然抗生素，它无耐药性，无毒，无过 敏，无交叉药物干扰等优点。研究发现，银遇到呼吸酶，可变成银离子与其 结合，使细菌死亡。银不但杀菌，还有利于细胞生长，伤口愈合，银在前列 腺中含量较高，能促进免疫功能的提高(支持T细胞对抗外来物)正常人银 的需求量为0.1mg/日。银除了应用于抗菌材料之外，银的主要应用领域还包 括：感光材料、装饰材料、接触材料、复合材料、银合金焊料、银浆、能源 工业、催化剂、医药应用等。研究表明：良好的分散性和稳定性对于银纳米 粒子在抗菌领域的广泛应用非常重要。

随着经济的快速发展，污水的排放量呈现逐年增加的趋势，其中，有机 污染物和重金属离子使得水资源环境严重恶化。近年来用于处理污染物的方 法多种多样，包括生物降解法、过滤和凝结/絮凝/沉降、化学氧化还原、液 相交换、膜处理、吸附及光催化等。这些处理方法有着很大的缺点，就是它 们的去除效率有限，条件相对苛刻、成本较高，目前还不能广泛应用。但是， 相比较而言，吸附与光催化是较为高效实用的办法，在去污领域有很大前景。 据报道，银纳米粒子由于其独特的物理化学性质可以作为催化剂来降解有机 物。目前已有多种方法用于合成不同形状的银纳米粒子，如化学还原法、微 乳液法、水热法。然而，银纳米粒子容易聚合，可回收性和可重复性差。因 此迫切需要找到一种可以防止银纳米粒子团聚并且方便催化剂回收的办法， 以期大幅提高它的光催化、吸附及抗菌性能。

随着现代科技对材料性能需求的提高，单一性能的材料已经不能满足应 用需要。通过两种或两种以上材料的功能互补或优化，可以制备出多种类型 的性能优异的复合材料。由于构成复合材料的纳米粒子的粒径、形状、组成 和表面性质具有可调控性，通过合理的实验条件，在很大程度上，可以实现 对复合纳米材料的许多性质加以调控。

Fe₃O₄是一种重要的尖晶石类铁氧体，是应用最为广泛的软磁性材料之 一，常用作记录材料、颜料、磁流体材料、催化剂、磁性高分子微球和电子 材料等，其在生物技术领域和医学领域亦有着很好的应用前景。纳米Fe₃O₄具有更加优异的性质，如超顺磁性、小尺寸效应和量子隧道效应等，这些特 性也使得Fe₃O₄的研究备受瞩目。将纳米Fe₃O₄与纳米银复合制备Ag/Fe₃O₄复合材料，可提高银的抗菌性能及吸附光催化性能、材料的分离性能及可重 复利用率。

公告号为CN103801257A的中国专利公开了一种银/四氧化三铁/二氧化硅/二氧化钛四层核壳结构的合成方法及用途。该方法通过溶剂热法和法相结合的方法制备出了银/四氧化三铁/二氧化硅/二氧化钛四层核壳结构的复合材料，该材料用于对有机污染物和/或重金属污染物的去除作用，具有良好的吸附特性、光催化性能和超顺磁性，会极大提高污水中有机污染物和重金属污染物的治理效果。

公告号为CN103638944B的中国专利公开了一种磁性复合催化剂 Ag/HNTs/Fe₃O₄的制备方法。该方法用硝酸银溶液和氨水配置成新鲜的银氨 溶液，作为氧化剂，用葡萄糖作为还原剂，通过银镜反应在磁性复合材料进 行沉积了Ag纳米粒子制备磁性复合催化剂Ag/HNTs/Fe₃O₄，该材料对溶液中 的对硝基苯酚具有较好的催化降解作用。

公告号为CN103548875B的中国发明专利公开了一种Ag磁性碳微球抗 菌材料的制备方法。该方法将葡萄糖与Fe₃O₄磁流体混合均匀，采用溶剂热 处理得到磁性碳微球；并且进一步采用还原法制备Ag磁性碳微球材料。