[发明专利]一种Fe3O4@GQDs@Ag核壳复合抗菌材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Fe₃O₄@GQDs@Ag核壳复合抗菌材料及其制备方法和应用，首先制备Fe₃O₄@GQDs，然后在表面负载Ag形成核壳复合抗菌材料；方法包括以下步骤：首先将柠檬酸加热熔化后，调节pH后搅拌反应，得到石墨烯量子点；后将其加入乙二醇溶液中，加入FeCl₃·H₂O和乙酸钠，高压反应后得到Fe₃O₄@GQDs；后加入水溶液与托伦试剂高温反应，得Fe₃O₄@GQDs@Ag复合抗菌材料；本发明制备得到的抗菌材料具有良好的水溶性和稳定性，具有显著的抗菌活性，可广泛应用于抑菌、杀菌领域，且流程简单，易于实现工业化，适于推广使用。

技术领域

本发明涉及石墨烯量子点复合材料，具体涉及一种Fe₃O₄@GQDs@Ag核壳复合抗菌材料及其制备方法和应用。

背景技术

核壳纳米复合材料由中心的核和包覆在外面的壳组成。经过包覆后，核壳粒子内核的稳定性和分散性提高，本身也具有核层和壳层单一材料的性质和一些独特的性质，如核壳的可操作性、可调节性和涉及光、磁的能力等。因此，这类结构新颖的功能化材料备受青睐。

有研究报道了石墨烯在抗菌方面的应用。例如，《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。石墨烯量子点(GQDs)作为纳米级别的零维石墨烯结构，继承了石墨烯的抗菌性质，并且，由于分子结构富含缺陷，由此在多个方面显示出特殊性质。纳米银粒子具有较大的比表面积和极高的表面活性，抗菌活性强、抗菌持久、用量小、无毒及无刺激性等抗菌特点使其成为研究热点。针对纳米银价格高、难分散和易氧化变色的缺点，近年来研究发现载体纳米化，可使抗菌材料具有更大的比表面积，负载效率高，对微生物产生更强的吸附作用，从而表现出更好的抗菌效果。石墨烯是单原子厚度的二维碳材料，具有高比表面积、突出的导热性能和力学性能、非凡的电子传递性能等一系列优异性质，是功能材料的理想载体。

作为纳米尺寸的抗菌材料，石墨烯类复合材料分散在体系中，不易回收，容易造成二次污染及物料浪费。随着石墨烯负载金属颗粒的技术逐渐成熟，Fe₃O₄与石墨烯的复合成为了当前人们所研究的新课题。新的复合材料结合了碳纳米材料和Fe₃O₄两者各自的优势，使Fe₃O₄能够稳定的镶嵌在氧化石墨烯表面，同时还能够有效的防止石墨烯片层的大面积堆积。Fe₃O₄-石墨烯复合材料具有易于合成，成本低毒性低，以及良好的生物相容性等特点，已经应用于众多领域，被称为“可回收材料”。

近年来纳米材料的形貌和粒径对抗菌性能影响的研究越来越受到人们的关注，人们希望寻找到高效且不产生耐药的抗菌材料，即通过制备不同形貌或者不同粒径的纳米材料作为抗菌材料，从而发现最佳的抗菌纳米形貌和粒径。如今不同形貌及粒径的纳米已经成为新纳米制备的一个主攻方向，希望此研究提供新的抗菌材料的制备。至今未发现有关Fe₃O₄@GQDs@Ag核壳复合抗菌材料、其制备方法及其用于抑菌、杀菌的报道。

发明内容

针对现有问题的不足，本发明的目的是一种Fe3O4@GQDs@Ag核壳复合抗菌材料及其制备方法和应用，与现有技术相比，本发明提供的方法制备的抗菌复合材料提高了氧化石墨烯负载纳米银的稳定性以及在抑菌、杀菌过程中的生物活性，增加纳米银抗菌活性的有效性及抗菌材料的持续性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：