[发明专利]一种抗菌剂及其应用

说明书

本发明涉及一种抗菌剂，这种抗菌剂为可见光激活的复合材料，所述复合材料为石墨相氮化碳、纳米二氧化钛和纳米银的复合材料。本发明所述的抗菌剂热稳定性高，绿色环保，无二次污染；抗菌效果优异，其杀菌率高于纯g‑C₃N₄及C₃N₄/TiO₂复合材料，且在可见光下即可激活，与其他光激活条件较苛刻的材料相比，具有更广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米抗菌材料领域，具体涉及石墨相氮化碳与纳米二氧化钛和纳米银复合材料作为抗菌材料的新用途。

背景技术

多种纳米材料具有优秀的抗菌作用。和传统的抗生素杀菌相比，采用纳米材料进行杀菌，不仅能够避免耐药性菌株的产生，而且由于纳米材料不易变性、可回收等特点，在显著降低副作用的同时大幅度地降低处理成本，因此具有巨大的市场化前景。

常见无机抗菌材料包括以Ag为代表的金属离子型和TiO₂为代表的光催化型。纯TiO₂在紫外光(波长10～420nm，紫外光只占太阳光4％)照射下才能表现出抗菌性能，并且电子-空穴复合率高，因此其应用受到一定限制。将TiO₂与Ag纳米颗粒进行复合，可以在半导体和金属的接触面上形成肖特基势垒。肖特基势垒的形成可以在接触面上显著地增强电子捕获能力、加速电荷分离和电子转移过程，从而增加TiO₂的光响应范围，进而改善光催化抗菌性能。新型二维材料石墨烯氮化碳(g-C₃N₄)具有优异的可见光(420～760nm)光催化性质，已有研究表明可见光照射下g-C₃N₄也应具有一定的抗菌性。近年来，高效广谱的复合型抗菌材料是目前研究的热点，本专利将金属离子型抗菌材料Ag、紫外光催化抗菌材料TiO₂和可见光材料g-C₃N₄进行复合，制备新型复合抗菌材料C₃N₄/TiO₂/Ag，可以有效地拓展抗菌材料光响应范围、提高抗菌效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌剂，所述抗菌剂为可见光激活的复合材料，所述复合材料为石墨相氮化碳、纳米二氧化钛和纳米银的复合材料。

优选的，本发明所述的材料可由非原位杂化法或原位晶化法制备得到。

优选的，由如下方法制备得到：

1)将粉状体的g-C₃N₄、TiO₂和Ag纳米颗粒分别配制成浓度为10～20mg/mL、10～15mg/ml和2～8mg/ml的水溶液，并分别用超声充分分散；

2)将上述充分分散后的水溶液按比例混合，使得混合液中g-C₃N₄、TiO₂和Ag纳米颗粒的质量比为(2.5～3.5)：(2.0～3.0)：(0.5～1.5)，并再次超声均匀分散，使g-C₃N₄、TiO₂和Ag通过共价键或非共价键连接，真空冷冻干燥，即得到C₃N₄/TiO₂/Ag复合材料。

上述的制备方法为真空冷冻干燥法，属于非原位杂化法。

优选的，所述步骤1)中将所述粉状体的g-C₃N₄溶于双蒸水中，在功率为600～800W的条件下超声分散4～14h；

优选的，所述步骤1)中将所述TiO₂和Ag纳米颗粒分别溶于双蒸水中在功率为200～400W的条件下超声分散；