[发明专利]一种具有催化和抑菌双功能载银纳米粒子复合纤维膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有催化和抑菌双功能载银纳米粒子复合纤维膜的制备方法，以醋酸纤维素为原料，通过静电纺丝得到醋酸纤维素纤维膜，经过脱乙酰化处理后，再经过氧化得到氧化再生纤维素纤维。最后，通过氧化再生纤维素纤维表面富含的醛基原位还原银离子，获得一种表面载银纳米粒子复合纤维膜。本发明方法制备的复合纤维膜不但可以有效催化硼氢化钠还原4‑硝基苯酚，而且对大肠杆菌具有明显的抑菌效果。本发明中复合纤维膜结构稳定且为环境友好材料，载银纳米粒子方法简单，无需外加还原剂，负载量高，催化性能稳定，抑菌性能强。本发明所述的复合纤维膜制备所涉及的原料来源广泛、价格低廉，工艺要求简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于多功能复合膜材料开发技术领域，具体涉及一种具有催化和抑菌双功能载银纳米粒子复合纤维膜的制备方法，以及该复合纤维膜在催化硼氢化钠还原4-硝 基苯酚转化为4-氨基苯酚以及对抑制大肠杆菌生长中的应用。

背景技术

纳米纤维是一类具有独特形貌的材料，纤维直径可在纳米级至微米级，具有较高的比 表面积、高空隙以及良好的稳定性等特征。由于其独特的三维网络结构，表面易修饰等特 性可以应用到催化、生物医药和水处理等方面。

银纳米粒子由于其比表面积大、活性强等独特的性能如生物传感器、电化学催化剂、 抗菌敷料、催化剂等领域具有巨大的应用前景。由于银纳米粒子粒径小而出现团聚严重、 分离与分离困难等缺点限制了它的发展。将银纳米粒子与纤维材料复合可以有效降低集聚 的可能性，保持银纳米粒子自身活性，有利于在反应后的回收和再利用，具有重要的研究 意义。目前，将银纳米粒子负载到纤维素纤维材料中的主要有两种方法。第一种方法是在 制备银纳米粒子的基础上通过共混法直接制备纳米复合纤维。但纤维形成的过程中不可避 免的受到银纳米粒子的影响导致纤维成形困难。此外，在纳米复合纤维参与催化反应过程 中，由于银纳米粒子嵌入，与纤维素界面相容性差，容易团聚、失活和流失等问题，导致 纳米复合纤维催化效率下降，还会产生二次污染。第二种方法是在制备纤维材料的基础上 将银纳米粒子固定在纤维表面，得到纳米复合纤维。对于这种方法，纤维表面应该修饰有 能够将银纳米粒子稳定和固定的官能团或络合配体，但仍然面临着繁琐的多步处理、及表 面损伤或塌陷等问题。因此，迫切的需要一种成本效益高和简单的方法来制备具有优异活 性和易于分离和再利用的纳米复合纤维材料。

发明内容

本发明旨在提供一种在电纺纤维素基纤维表面原位还原负载银纳米粒子，制备载银纳 米粒子复合纤维膜的方法。

本发明的另一目的是提供上述载银纳米粒子复合纤维膜在催化硼氢化钠还原4-硝基苯 酚转化为4-氨基苯酚反应中的应用，获得催化剂的使用方法。

本发明的另一目的是提供上述载银纳米粒子复合纤维膜在抑制大肠杆菌中的应用，获 得抗菌剂的使用方法。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种具有催化和抑菌双功能载银纳米粒子复合纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将一定量的醋酸纤维素加入丙酮和N，N-二甲基乙酰胺溶液中，磁力搅拌下使醋 酸纤维素充分溶解，得到醋酸纤维素纺丝液。然后，利用静电纺丝技术，得到醋酸纤维素电纺纤维膜。

(2)取一定量步骤(1)制备的醋酸纤维素纤维膜加入到氢氧化钠溶液中反应一定时 间得到再生纤维素纤维膜。

(3)取一定量步骤(2)制备的再生纤维素纤维膜与一定浓度的高碘酸钠溶液在一定 温度下反应一段时间，可制备得到氧化再生纤维素纤维膜。

(4)取一定量步骤(3)制备的氧化再生纤维素纤维膜与一定量的硝酸银水溶液混合 水浴加热反应一段时间，可制得负载银纳米粒子的氧化再生纤维素复合纤维膜。

步骤(1)中，使用14wt％醋酸纤维素溶液，丙酮和N，N-二甲基乙酰胺的体积比为3∶2。