[发明专利]一种抗菌材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌材料的制备方法，包括：硅藻土(DE)的预处理；载银氧化石墨烯(Ag⁺‑GO)的制备；载银氧化石墨烯/硅藻土(Ag⁺‑GO/DE)的制备；纳米银/氧化石墨烯/硅藻土(AgNPs/GO‑DE)的制备。与现有技术相比，本发明通过将银离子与氧化石墨烯结合，再将载银氧化石墨烯与硅藻土复合，再将载银氧化石墨烯负载到硅藻土上以后利用硼氢化钠将银离子还原成纳米银，这一步骤避免了还原过程中将氧化石墨烯还原，含氧官能团减少，作用力减弱，既提高硅藻土对细菌的吸附能力和抗菌能力，又能解决纳米银及氧化石墨烯的安全问题，提高纳米银的缓释性能；本发明的制备方法步骤简单，且能将所提供的抗菌复合物全部复合上，从成本以及工艺上来说更为简单，易于实现大批量生产。

技术领域

本发明涉及抗菌材料的制备技术领域，特别是一种抗菌材料的制备方法。

背景技术

2014年，据世界卫生组织（World Health Organization，简称WHO）统计，由病原微生物引起的水源性疾病感染导致每年约8.42万人腹泻死亡，严重威胁公众健康造成。大约一个世纪以前，沙过滤和氯消毒系统的出现降低了流行性传染病的流行率，但是还没有从全球各地被完全消除。事实上，根据2015年WHO的报告，全球有18亿人没有安全饮用水。

消毒是传统净水工艺中最重要的环节之一，包括物理方法和化学方法，其中，紫外线消毒法、微电解消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法等消毒方法是饮用水消毒领域最广泛应用的方法。各种消毒方法各有利弊，通过经济技术对比分析发现，二氧化氯消毒法和臭氧消毒法成本较为低廉。然而，其存在大量的缺点，严重限制了其应用，包括：杀灭细菌病原体的处理时间长；消耗大量的化学试剂；有害消毒副产物如致癌三卤甲烷的形成副作用。因此，开发高效抗菌剂用于净水应用仍然是一个挑战。

硅藻土（diatomite,DE）是由单细胞水生植物的骨骼遗体组成的非金属，主要成分为SiO₂。DE的外表面或内表面上有许多排列有序的微孔，具有很强的吸附性、耐碱、耐酸等性质而被用作过滤器、吸附剂和建筑材料。此外，硅藻土矿产丰富、价格低廉，极具应用潜力。硅藻土作为水源过滤材料可以去除部分细菌，但其本身没有杀菌作用，细菌会在其表面大量繁殖，这样不仅会影响以后的净水功能，而且给水质安全留下隐患。

纳米银（AgNPs）作为灭菌试剂具有稳定性高、耐热性好、广谱抗菌等优势。通常，尺寸越小、比表面积越大的AgNPs颗粒具有较高的杀菌性能，然而当AgNPs的颗粒直径小于20nm时，AgNPs颗粒易于团簇聚集，从而严重影响其灭菌活性。此外，纳米颗粒由于其纳米级尺寸难于从溶液中分离，致使纳米技术难于在水处理中应用。为了解决之前所述的问题，提出了一种AgNPs颗粒负载于载体材料上的方案防止颗粒的团簇聚集并维持其纳米级尺寸；同时，将AgNPs负载于载体材料上易于将其从水中分离。但是，纳米银很难通过物理混合牢

固地固定在载体上，缓释性能较差，减少材料的使用寿命。

石墨烯(graphene)是由SP²杂化的碳原子构成的二维蜂窝状物质，氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）是石墨烯的衍生物，含有大量含氧官能团，是固载纳米银颗粒的最佳基底材料之一，可将其固定在其片层结构上，能使纳米银颗粒获得很好的分散性，起到了稳定和保护作用。通过将纳米银固定在氧化石墨烯片层上，既提高纳米银的抗菌性能，又减少了纳米银的流失，延长抗菌材料的使用寿命。

因此，亟待开发一种将载银氧化石墨烯通过物理混合方法负载到硅藻土上的抗菌材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种抗菌材料的制备方法，将载银氧化石墨烯通过物理混合方法负载到硅藻土上，既提高硅藻土对细菌的吸附能力和抗菌能力，又能解决纳米银及氧化石墨烯的安全问题，提高纳米银的缓释性能。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：