[发明专利]一种季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂及其制备方法，利用季鏻盐改性MMT巨大的比表面积和高吸收率，将细菌吸附至其表面，然后协同负载在蒙脱土表面及层间的钴(Co)掺杂氧化锌量子点(ZnO QDs)发挥高效抗菌作用，将细菌杀死，最终制备一种生物相容性好、抗菌活性高的新型纳米复合抗菌剂；本发明所制备的季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂具有安全环保、耐药性强等优点，对大肠杆菌的最小抑菌浓度可达1.8mg/mL。

技术领域

本发明涉及一种高效抗菌剂，具体涉及一种季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂及其制备方法。

背景技术

近年来，由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够，预防不利，导致了全球性的三大危机：资源短缺、环境污染、生态破坏。与此同时，抗菌药物的使用不当导致各种致病细菌、真菌和病毒的出现，更有耐药菌的增加和超级耐药细菌的产生。各种抗菌剂的研发已经成为目前的研究热点，其中无机抗菌材料因价格低廉、安全性能高、无毒，能够高效持续杀菌而受到越来越多的关注。ZnO抗菌剂因具有无毒、安全可靠、且热稳定性和化学稳定性高等优点，迅速成为目前新型抗菌剂的研究热点。相关研究表明：纳米ZnO尺寸越小，抗菌性能越好，但是小尺寸的纳米ZnO本身比表面积大、易团聚，且其带隙较宽、生物相容性较差、电子-空穴易复合，不利于其发挥高效抗菌性能。

蒙脱土(MMT)作为一种天然的载体，具有大的比表面积和高离子交换能力等优点，使其在改善环境方面有广泛应用。在MMT的2:1的层状结构中八面体氧化铝层位于两个硅氧四面体层之间且相互共用氧原子。此外，MMT中大量的可交换阳离子会被具有抗菌活性的阳离子置换，从而造成MMT层间表面产生负电荷，负电荷会吸引电子空穴对，促进电子空穴对的转移。

但是，蒙脱土原土不具备优异的抗菌性能，而经有机改性剂改性后，有机阳离子取代MMT层间阳离子使其层间距增大，同时改善了MMT层的微环境，使MMT的内外表面由亲水性转化为疏水性，增强蒙脱土片层与被负载材料的亲和性，并增大了硅酸盐材料的比表面积、提高吸收率，进而吸附细菌能力，提高抗菌性能。因此，层状结构的改性蒙脱土是一种用于制备良好抗菌性能的优良基材。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明目的在于提出一种的季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂及其制备方法，操作简单，制备过程条件温和，制备的纳米复合抗菌剂生物相容性好、安全环保、抗菌效果优异。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按锌和钴摩尔比为1：0.007分别称取二水合乙酸锌和四水合乙酸钴分散于无水乙醇中，搅拌均匀后，按季鏻盐改性蒙脱土与二水合乙酸锌质量比为(0.03-0.07):1加入季鏻盐改性蒙脱土，60-90℃水浴加热反应0.5-2h，即得锌、钴、季鏻盐改性蒙脱土混合前驱体溶液；

步骤二：将氢氧化锂加入乙醇溶液中磁力搅拌均匀，按二水合乙酸锌和氢氧化锂中Zn²⁺:OH^-的摩尔比为1:1.4将所得碱溶液滴加到步骤一制备的锌、钴、季鏻盐改性蒙脱土混合前驱体溶液中，混合均匀后，磁力搅拌至反应结束；然后逐渐加入去离子水直到溶液变成乳白色，静置、清洗、离心，即得季鏻盐改性蒙脱土负载钴掺杂氧化锌量子点纳米复合抗菌剂。

进一步，所述季鏻盐改性蒙脱土的制备过程如下：

步骤1.1：称取适量钠基蒙脱土分散于去离子水中，80℃水浴加热搅拌30min得钠基蒙脱土分散液；按十六烷基三丁基溴化鏻与钠基蒙脱土质量比1:2取十六烷基三丁基溴化鏻分散于去离子水中，待其完全溶解后，加入钠基蒙脱土分散液中，在60-80℃水浴加热条件下搅拌2h后，静置1-2h待其冷却；