[发明专利]一种钴掺杂氧化锌量子点纳米抗菌剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种钴掺杂氧化锌量子点纳米抗菌剂及其制备方法，利用与Zn²⁺有相似离子半径的Co²⁺占据ZnO晶格的常规Zn位点，随着Co离子在Zn位点取代，完成金属离子对氧化锌量子点的掺杂，有效抑制ZnO量子点表面光生电子与空穴的复合，提高其抗菌性能，形成具有良好生物相容性、水溶性的小尺寸Co掺杂ZnO量子点，制备的纳米复合抗菌剂生物相容性好、抗菌活性高，制备过程操作简单，条件温和，适合产业化推广。

技术领域

本发明涉及一种高效抗菌剂，具体涉及一种钴掺杂氧化锌量子点纳米抗菌剂及其制备方法。

背景技术

近年来，因纺织、造纸、染料和漂白工业等许多行业将多种持久性有机污染物排入天然水域，对环境造成严重破坏，同时使得致病性菌株的暴发和感染、细菌抗生素耐药性的增加和新的细菌突变出现。环境污染和人类健康目前已经成为当今社会人们最关注的两个重要问题。因此，新型高效抗菌剂的研发迫在眉睫。

随着纳米技术的不断发展，出现了一批包括纳米Ag、纳米TiO₂、纳米ZnO在内的无机纳米抗菌材料。其中，纳米ZnO作为一种光催化型抗菌剂具有化学稳定性好、耐热性强、安全环保等优点而被广泛使用。与普通ZnO相比，纳米ZnO具有较大的比表面积，小尺寸效应和各种各样的形貌。相关研究结果表明：通过降低纳米ZnO的尺寸，制备ZnO量子点可显著提高其抗菌效果。但是，ZnO本身存在禁带宽度大、光生电子-空穴对易复合等问题，制约了其应用范围。

金属离子掺杂目前已经成为抑制光催化材料表面电子和空穴复合的有效手段之一。但值得注意的是：目前相关文献所报道的金属离子掺杂ZnO纳米材料尺寸较大，通常为500-1000nm的粉末和薄膜，且其水溶性差，抗菌性能不够理想。

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钴掺杂氧化锌量子点纳米抗菌剂及其制备方法，操作简单，制备过程条件温和，制备的纳米抗菌剂生物相容性好、抗菌活性高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种钴掺杂氧化锌量子点纳米抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)、按锌和钴摩尔比为1：0.007分别称取锌源和四水合乙酸钴分散于无水乙醇中，搅拌均匀后，60-90℃水浴反应0.5-2h至溶液澄清透明后，即得锌、钴混合前驱体溶液；

(2)、将碱源加入乙醇溶液中磁力搅拌均匀，按锌源和碱源中Zn²⁺:OH^-摩尔比为1:1.4将所得碱溶液滴加到步骤(1)制备的锌、钴混合前驱体溶液中，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，即得钴掺杂氧化锌量子点纳米抗菌剂。

进一步，所述锌源为二水合乙酸锌或六水合硝酸锌。

进一步，所述碱源为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂。

进一步，所述滴加碱源时的温度为20-30℃。

进一步，所述步骤(2)中离心处理，离心速率为8000rpm/min。

进一步，所述步骤(2)中溶液加入去离子水直到溶液变成乳白色后室温下再磁力搅拌10min。

本发明具有以下优点：