[发明专利]一种抗菌抗病毒材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明提供了一种抗菌抗病毒材料的制备方法及其产品和应用，通过将金属离子通过高压气流的方式嵌入石墨中，通过氮气氛围下的高温灼烧法制备表面修饰金属材料的结构，同时实现剥离石墨片层成为多层石墨烯，最终制备金属材料修饰的石墨烯材料，达到高效抗菌抗病毒的效果。其优点在于本发明可以用于制备多层石墨烯，同时在石墨烯表面可以修饰功能性化合物。本发明的复合粉体包含了石墨烯、金属等多种抗菌抗病毒材料，具有高效复合的效果，抗菌抗病毒效果较高。本发明制备过程简单、反应易控制，稳定性好、可产业化，在抗病毒领域具有广泛的推广前景。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯复合银、铜、锌、铂等金属的复合材料及其制备方法，具体涉及种抗菌抗病毒材料的制备方法及其产品和应用，高温灼烧法制备石墨烯复合银、铜、锌、金、铂等金属的复合材料。

背景技术

新冠病毒肆虐全球，抗菌抗病毒材料再次成为新材料研究和应用热点之一。抗菌抗病毒材料包括天然材料、有机材料、无机材料等，其中，有机抗菌材料的主要品种有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等，这些有机材料性能较为稳定，毒副作用较低，对人体刺激小。目前，添加有机抗菌材料的塑料制品成为发展热点，常用于家电、食品包装等领域。无机抗菌抗病毒材料的代表是二氧化钛、磷酸钙、碳纳米管和石墨烯材料等。对于抗菌效果而言，重金属离子的抗菌效果最佳。金属离子可以破坏细菌主体结构，还能与蛋白质中的巯基发生反应，或通过置换酶中的金属离子使大多数酶失活，因此可对细菌、病毒、真菌起到有效的抑制作用，抗菌效果可达99%以上，抗菌理化性质稳定。从安全性等多种角度来看，金属离子的选择顺序为AgCoNiAlZnCu=FeMnSnBaMgCa，目前应用最广泛的是Ag系、Cu系和Zn系，通常通过添加纳米粒子或添加离子的方式加入到陶瓷、涂料、纺织物中。

但是，目前抗菌抗病毒材料存在性能参差不齐，应用成本过高的问题。因此，开发设计新的广谱高效、低成本、低风险和简单易得的抗菌抗病毒成分就显得尤为重要。金属和碳纳米材料凭借其合成简单、结构性能高度可调、抗菌性能优异等特性已经被广泛的应用到抗菌抗病毒领域。石墨烯及其衍生物作为一类重要的新兴二维多功能纳米材料，以其优异的广谱抗菌抗病毒能力、不会诱导细菌产生耐药性、制备工艺简单、较好的生物相容性等优点，相对于传统抗菌抗病毒成分，在生物医学、家居纺织、建筑工程等领域均表现出良好的应用潜力。

发明内容

本发明目的在于提供一种抗菌抗病毒材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的抗菌抗病毒材料产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种抗菌抗病毒材料的制备方法，将金属离子通过高压气流的方式嵌入石墨中，在氮气氛围下高温灼烧制备表面修饰金属材料的结构，同时实现剥离石墨片层成为多层石墨烯，最终制备金属材料修饰的石墨烯材料，包括如下步骤：

（1）金属离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为1-10%，然后加入质量浓度为1-5%离子液体、质量浓度为10-20%金属盐和质量浓度为20-60%成核引导剂，其中，所述的离子液体为至少包括1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、乙基三苯基碘化膦、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、异丙基三苯基碘化膦中的一种；容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌 4小时，将所得产物洗涤、烘干；

（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500℃灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。

在上述方案基础上，所述的金属盐至少包括硝酸银、硫酸锌、硫酸铜、氯化锌、氯化铜、高氯酸金、氯铂酸的一种或几种。

在上述方案基础上，所述的成核引导剂为氯化钠、氯化钾、柠檬酸钠、酒石酸钠、氯化锂的一种或几种。

本发明还提供了一种抗菌抗病毒材料，根据上述任一所述方法制备得到。