[发明专利]一种氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料及制备方法

说明书

本发明涉及光催化脱硫技术领域，且公开了一种氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料，水热法合成氧化锌纳米花，聚乙二醇为氧化锌的生长提供了形核点，在柠檬酸三钠的作用下，氧化锌自组装成氧化锌纳米花，合成了比表面积较大的花状形貌，氧化锌纳米花与硅烷偶联剂反应，引入了活性氨基，将氨基化氧化锌纳米花与丁二酸酐反应，引入大量的活性羧基，得到羧基化氧化锌纳米花，在N,N‑二环己基碳二亚胺和4‑二甲氨基吡啶的作用下，羧基化氧化锌纳米花与聚乙二醇反应，形成酯键，通过化学键连接，使氧化锌纳米花均匀分散在聚乙二醇中，避免了氧化锌的团聚，暴露出更多的光催化抗菌活性位点，有效地提高了聚乙烯醇的光催化抗菌性能。

技术领域

本发明涉及光催化脱硫技术领域，具体为一种氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料及制备方法。

背景技术

氧化锌是一种重要的半导体材料，由于其优异的性能使得其在太阳能电池、变阻器、光催化材料等领域有着十分广泛的应用，同时，氧化锌具有抗菌作用强、生物活性高等特点，在生物医药领域也有着广泛的应用，传统的氧化锌比表面积较小，使得其与光能的接触面积较小，一定程度上影响了光催化抗菌活性，加大了氧化锌在生物医药领域的应用难度，通过改变纳米氧化锌的形貌，使其拥有更大的比表面积，加大纳米氧化锌的光能吸收率，来提高纳米氧化锌的光催化抗菌性能，同时，将二氧化锌与聚氨酯、聚乙烯醇等高分子有机物复合，形成复合材料，将有机高分子材料的优势与纳米氧化锌的优势结合，进一步扩大其应用范围。

聚乙烯醇是一种水溶性的高分子聚合物，具有成膜性好、生无可降解性、细胞相容性好等优势，被广泛应用于纺织浆料，粘合剂、乳化剂等领域，随着各个应用领域对聚乙烯醇的综合性能要求的不断提高，因此改善聚乙烯醇综合性能受到了广泛的关注，传统的聚乙烯醇不具有抗菌性，可以将聚乙烯醇与氧化锌纳米材料进行复合，通过结合纳米材料的优势，可以进一步提高聚乙烯醇的抗菌性等综合性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料及制备方法，解决了聚乙烯醇不具有抗菌性能的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料，所述氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应器中加入去离子水、乙酸锌、柠檬酸三钠和氢氧化钠，搅拌均匀后，加入聚乙二醇，转移至反应釜内，并置于烘箱内，在120-150℃下反应，10-15h，产物冷却后洗涤并干燥，得到氧化锌纳米花；

(2)向反应器中加入甲苯、氧化锌纳米花和3-氨丙基三乙氧基硅烷，置于油浴锅中反应，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到氨基化氧化锌纳米花；

(3)向反应器中加入乙醇、氨基化氧化锌纳米花，搅拌均匀后加入丁二酸酐，在30-40℃下搅拌反应2-4h，产物洗涤、离心并干燥，得到羧基化氧化锌纳米花；

(4)向反应器中加入二甲基亚砜、N,N-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，超声分散均匀后加入羧基化氧化锌纳米花和聚乙烯醇，在20-40℃下反应60-80h，产物用甲醇洗涤并抽滤后，浓缩成粘稠液体，在玻璃皿上固化成膜，得到氧化锌纳米花改性聚乙烯醇抗菌材料。

优选的，所述步骤(1)中的乙酸锌、柠檬酸三钠、氢氧化钠和聚乙二醇的质量比为10:12-16:2-6:4-10。

优选的，所述步骤(2)中的油浴锅装置包括底座，底座与铁杆固定连接，铁杆活动连接有固定杆，固定杆与置物杆固定连接，油浴锅装置上方设置有油浴锅槽，油浴锅装置表面设置有显示器和温度调节器。

优选的，所述步骤(3)中的氨基化氧化锌纳米花和丁二酸酐的质量比为100:120-200。