[发明专利]一种新型磁性光敏杀菌复合材料及其制备方法

说明书

一种新型磁性光敏杀菌复合材料及其制备方法，涉及杀菌材料技术领域，利用磁性材料和光敏杀菌剂复合，合成一种便携、成本低而且可以重复使用的磁性杀菌材料。在日照条件下，该材料产生单线态氧(ROS),可杀灭大肠杆菌、葡萄糖链球菌等。通过磁性分离，该材料可以反复使用，本发明制备的新型磁性光敏杀菌复合材料有望作为一种现场便携的杀菌材料。

技术领域

本发明涉及杀菌材料技术领域，特别是基于光敏剂复合磁性材料构建新型杀菌材料用于水体杀菌。

背景技术

水体中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见的细菌严重威胁着人类的健康。为了保障饮用水安全，必须加强对水体的质量安全控制。目前常用的水体中大肠杆菌、葡萄糖链球菌的净化方法是臭氧、紫外线和氯水等。这些技术的杀菌效果虽然良好，但是对温度、盐度、换水率及净化时间都有要求，工艺较为繁琐，净化时间较长。光敏杀菌，也称为光动力学杀菌，是利用光敏剂被特定波长激发，，从而诱发氧气产生活性态氧，活性态氧迅速与微生物的细胞壁、磷脂膜、核酸等发生反应，达到使微生物细胞损伤、死亡的目的。这种杀菌方法对多种微生物敏感。光敏杀菌技术不仅成本低、无残留、不会引起微生物耐药性，而且还可以很好地保存水体的品质特征，因此作为一种非热杀菌新技术具有很好的应用前景。

传统的光敏剂，如卟啉衍生物，具有很强的疏水性和刚性平面结构，倾向于在水介质中发生π-π堆积，形成激基缔合物，导致荧光淬灭，产生活性氧ROS 的效率下降，也大大降低了光动力学治疗的效果；而且这些杀菌材料使用后，会与基体难以分开，造成浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是开发出一种新型光敏杀菌材料，本发明利用磁性材料和某种光敏杀菌剂复合，合成一种便携、成本低而且可以重复使用的磁性杀菌材料。在日照条件下，该新型光敏杀菌材料产生单线态氧(ROS),可杀灭大肠杆菌、葡萄糖链球菌等。通过磁性分离，该新型光敏杀菌材料可以反复使用。该新型光敏杀菌材料有望作为一种现场便携的杀菌材料。

本发明一方面提供一种磁性光敏杀菌复合材料，所述磁性光敏杀菌复合材料中光敏剂与磁性Fe₃O₄材料的质量比为0.02:1～0.1:1；

所述磁性光敏杀菌复合材料的XRD衍射图谱在下列2θ角处具有衍射峰， 29.95±0.2°、35.56±0.2°、43.24±0.2°、53.46±0.2°、56.98±0.2°、 62.58±0.2°；

所述磁性光敏杀菌复合材料的红外光谱图中存在631cm^-1和1618cm^-1吸收峰。

本发明另一方面提供一种磁性光敏杀菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)Fe₃O₄材料的合成

将氯化铁和氯化亚铁混合物滴加入装有碱溶液的反应釜中，在30℃～50℃下超声反应，反应结束后静置冷却，洗涤、去掉上清液，干燥得到Fe₃O₄材料；

步骤2)磁性复合材料的合成

将表面活性剂用水溶解后加入光敏剂，超声后加入二甲亚砜(DMSO)，使物料完全溶解后加入Fe₃O₄材料，室温下反应结束后静置，去除上清液，烘干样品、洗涤、干燥获得磁性光敏杀菌复合材料。

在一些实施例中，步骤1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、或碳酸钠溶液、碳酸钾溶液中的一种或几种。

在一些实施例中，步骤2)所述光敏剂为吡嗪衍生物(写出具体化合物名称)所述光敏剂为吡嗪衍生物如DCDPP-2TPA等。

在一些实施例中，步骤2)所述表面活性剂可为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠等。