[发明专利]一种高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜的制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜的制备方法及用途，包括：将柠檬酸溶于水中，加入酸、铋盐颗粒，溶解，记为溶液1，将钨盐溶于去离子水中，记为溶液2；将溶液2逐滴滴加到溶液1中，向其中加入银盐水溶液，搅拌至完全溶解，记为溶液3；将聚乙烯吡咯烷酮加入乙醇中搅拌至完全溶解，记为溶液4；取溶液3溶解于溶液4中成为纺丝前驱体溶液，将其放入静电纺丝机的注射器中进行静电纺丝，获得纳米纤维凝胶膜；将纳米纤维凝胶膜进行热处理，去除聚乙烯吡咯烷酮后，取出纳米纤维，去除其中的水溶性无机盐，得到高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜。本发明纤维膜抗菌效率高。

技术领域

本发明涉及抗菌材料，特别涉及一种高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜的制备方法及用途。

背景技术

21世纪，经济发展伴随的水质问题日渐突出，废水中往往带有各种细菌病毒，而处理这些有害物质的方案中，半导体抗菌剂由于其利用太阳能达到除菌效果的绿色环保特性引起了广泛的关注。半导体能带结构是由价带和导带构成，期间的不连续区域为禁带。半导体抗菌剂的原理为在大于禁带宽度能量的光线激发下，材料中在价带上的电子发生跃迁至导带，同时产生高氧化性空穴和高还原性光生电子。首先，光生空穴有较强得电子能力，可以与吸附在表面的OH-或H₂O发生氧化反应得到·OH，·OH自由基是强氧化剂，可将大部分蛋白质氧化生成CO₂、H₂O及其他无机物。同时光生空穴本身也可以和有机物直接发生氧化反应达到抗菌效果。其次，光生电子自身具有很强的还原性，可以在生物体表面吸附O₂反应生成·O₂^-等活性氧类产物，这些活性氧类也可以参与氧化还原反应从而起到抗菌效果。由于抗菌剂利用太阳能进行抗菌处理的环保特性，其在环境治理中具有广阔的应用前景。

钨酸铋由于其可以直接利用可见光进行抗菌处理的特性近来成为一个新的研究热点。他是一种稳定、无毒的半导体材料，禁带宽度在2.7～2.9eV之间，其可吸收波长大于400nm的可见光，具有活性高、宽光谱响应、热稳定性好的特点。

然而现存的钨酸铋颗粒存在以下技术问题：(1)细小的钨酸铋颗粒抗菌剂难以从反应溶液中回收利用，不仅不利于循环使用，还会形成二次污染；(2)现存的钨酸铋颗粒光生电子与光生空穴容易复合，抗菌效率较低；(3)现有钨酸铋颗粒多为微米级尺寸，比表面积较小，不能充分利用与太阳光接触，抗菌效率较低；(4)现有含钨酸铋的纳米纤维多与高分子纤维混合，有效成分钨酸铋含量不高，抗菌效率较低。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜的制备方法，该纳米抗菌纤维膜在提高抗菌效率的同时可实现循环使用。由于其中钨酸铋的抗菌性质和纳米纤维膜的结构特性，该高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜可以起到广谱抗菌、除霉的作用。此外，银掺杂有效减缓光生电子和空穴的复合速度，银离子本身也有抗菌性质，两方面协同提高抗菌速率。不仅如此，高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜解决了纳米颗粒容易团聚、难以回收和重复使用的问题，故高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜是一种具有良好应用前景的新型纳米抗菌材料。

技术方案：本发明提供一种高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将柠檬酸溶于去离子水中，加入酸，加入铋盐颗粒，常温、搅拌溶解，记为溶液1，将钨盐溶于去离子水中，记为溶液2；

(2)将溶液2逐滴滴加到溶液1中，搅拌，使溶液一直保持澄清，向其中加入银盐水溶液，搅拌至完全溶解，记为溶液3；

(3)将聚乙烯吡咯烷酮加入乙醇中搅拌至完全溶解，记为溶液4；

(4)取溶液3溶解于溶液4中成为纺丝前驱体溶液，将其放入静电纺丝机的注射器中进行静电纺丝，获得纳米纤维凝胶膜；