[发明专利]一种含环氧基有机硅季铵盐/（氧化锌@碳量子点）纳米复合抗菌剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含环氧基有机硅季铵盐/（氧化锌@碳量子点）纳米复合抗菌剂及其制备方法和应用，技术方案如下：首先以葡萄糖和聚乙二醇200为原料，通过一步水热法制备了分散性良好的碳量子点，然后将氧化锌与上述制备的碳量子点溶液经过水热法制备得到氧化锌@碳量子点复合材料；最后将氧化锌@碳量子点、烯丙基缩水甘油醚、二甲基二烯丙基氯化铵、端乙烯基硅为反应单体，通过原位自由基共聚法制备了含环氧基有机硅季铵盐/（氧化锌@碳量子点）纳米复合抗菌剂。本发明制备过程安全无毒、简单易操作、高效经济，可实现工业化生产。该复合抗菌剂应用于纺织品的抗菌整理中，使纺织品兼具柔软的手感、优异的耐洗性能、高效的抗菌性。

技术领域

本发明属于纺织品抗菌剂技术领域，具体涉及一种含环氧基有机硅季铵盐/（氧化锌@碳量子点）纳米复合抗菌剂及其制备方法和应用。

背景技术

纳米氧化锌是一种具有宽带隙的半导体，其紫外禁带宽度是3.37 eV，具有廉价易得、低毒环保和良好生物相容性等优点，具有很高的化学活性，可以和细菌这种有机物发生氧化反应，引起细胞凋亡。然而由于纳米氧化锌对光的响应范围主要集中在紫外区域，对可见光的利用率较低，且其在光照条件下产生的电子和空穴极易在库伦力的作用下发生复合，对其进行改性可以改变其激发波长，或抑制光生电子-空穴的复合,或造成晶格缺陷,从而改善纳米氧化锌的光催化活性，有效其抗菌活性。然而直接将这种改性后的纳米氧化锌通过后整理的方式应用在棉织物上，这种无机纳米材料与棉织物之间的作用多为物理作用，在经历多次洗涤之后，改性纳米氧化锌会从纺织品表面被洗脱，造成抗菌率下降，且这种单组份的抗菌材料无法满足人们的生活需求，制备一种有机/无机复合抗菌材料成为目前的研究热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种含环氧基有机硅季铵盐/纳米氧化锌@碳量子点纳米复合抗菌剂及其制备方法和应用，将其应用于棉织物的后整理中，解决目前现有技术中的单组份的抗菌材料应用在棉织物中抗菌性能不高的缺陷，且随着洗涤次数的增加，无机纳米粒子易被洗脱导致纺织品抗菌性能快速降低的劣势。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含环氧基有机硅季铵盐/（氧化锌@碳量子点）纳米复合抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：以葡萄糖和聚乙二醇-200为原料，通过水热法制备分散性良好的碳量子点；

首先，将葡萄糖和聚乙二醇-200溶于蒸馏水中，其中，葡萄糖与聚乙二醇-200的摩尔比为1:4，在室温下磁力搅拌20 min，调节pH=3~9得到透明澄清溶液；然后，将该溶液转移至聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，自然冷却至室温后得黄褐色溶液，离心后取上层清液用透析袋透析后得碳量子点溶液；

进一步的，步骤一中，水热反应的温度为130~180 ℃，反应的时间为3~7 h。

步骤二：以氧化锌和碳量子点为原料，通过水热法获得氧化锌@碳量子点复合材料；

首先，取0.1 mL-10 mL步骤一中所得到的碳量子点溶液加入到经过超声分散的30mL的纳米氧化锌分散液中，将该溶液转移至聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应；反应结束后将反应釜冷却至室温，打开反应釜，将产物洗涤离心收集，在80 ℃烘箱中恒温干燥即得纳米氧化锌@碳量子点纳米材料。

进一步的，步骤二中，水热反应的温度为80~100 ℃，反应时间为3~5 h。

步骤三；以氧化锌@碳量子点、烯丙基缩水甘油醚、二甲基二烯丙基氯化铵、端乙烯基硅为反应单体，通过原位自由基共聚法制备了一种含环氧基有机硅季铵盐/（氧化锌@碳量子点）纳米复合抗菌剂，

1）将1.5质量份的过硫酸钾溶于20质量份的去离子水中，将其按照2/3、1/3分开，得到引发剂A、引发剂B；