[发明专利]一种载银二氧化硅－壳聚糖复合抗菌剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种载银二氧化硅－壳聚糖复合抗菌剂的制备方法，它是根据抗菌剂抗菌、抑菌特性，先制备无机抗菌剂载银二氧化硅，再以Ag－SiO₂为载体，制备无机－有机复合抗菌剂，即：载银二氧化硅－壳聚糖复合抗菌剂，以二氧化硅为无机原料、以高分子壳聚糖为有机原料，以去离子水、硝酸银、氨水、KH－550、冰醋酸、稀盐酸、戊二醛、无水乙醇为试剂、通过水浴合成化学反应、调节酸碱度pH值、离心分离、冲洗洗涤、过滤、真空干燥、最终制得白色、片形、层状、交联结构的产物粉末，本制备方法工艺流程短、使用设备少、材料来源丰富、成本低、产物纯度可达97％，产物产收率可达98％，产物的抗菌、抑菌性能比现有技术单一成分的产品可提高90％，是十分理想的无机－有机复合抗菌剂的制备方法。

主权项

1.一种载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：使用的化学物质原料为：二氧化硅、壳聚糖、硝酸银、氨水、偶联剂KH-550、去离子水、冰醋酸、稀盐酸、戊二醛、无水乙醇，其配比用量如下：以克、毫升为计量单位二氧化硅：SiO₂ 20g±0.05g壳聚糖：(C₆H₁₁NO₄)_n 2g±0.05g硝酸银：AgNO₃ 13.6g±0.05g氨水：NH₃H₂O 300ml±5ml偶联剂KH-550：NH₂(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃ 1ml±0.05ml去离子水：H₂O 6000ml±10ml冰醋酸：CH₃COOH  25ml±1ml稀盐酸：HCl    100ml±10ml戊二醛：OHC(CH₂)₃CHO 10ml±0.5ml无水乙醇：CH₃CH₂OH 300ml±10ml制备方法如下：(1)精选化学物质原料，并进行纯度、浓度控制：二氧化硅：固态≥98％粉粒平均粒径20nm±5nm壳聚糖：固态脱乙酰度≥90％硝酸银：固态≥99.8％氨水：液态浓度26-28％偶联剂：KH-550液态≥98％去离子水：液态99.99％冰醋酸：液态≥99％稀盐酸：液态浓度36-38％戊二醛：液态浓度5％无水乙醇：液态≥99.7％(2)制备无机抗菌剂①在烧杯中配制二氧化硅溶液：二氧化硅：20g±0.05g去离子水：100ml±2ml倒入烧杯中，使其混合，并搅拌均匀，成混合溶液，时间为10min±0.5min；②在烧杯中配制硝酸银溶液：硝酸银：13.6g±0.05g去离子水：100ml±2ml倒入烧杯中，使其混合，并搅拌均匀，成混合溶液，时间为5min±0.5min；③在烧杯中配制稀氨水：氨水100ml+去离子水100ml；④在水浴状态下配制二氧化硅+硝酸银+去离子水混合溶液，先后分别滴加偶联剂KH-550、稀氨水，调节酸碱度pH值，pH＝7.5，偏碱性；将烧杯中的二氧化硅溶液+硝酸银水溶液倒入三口烧瓶中；将三口烧瓶置于水浴缸上；在三口烧瓶的中间口插入恒速搅拌器；在三口烧瓶的左部口插入滴液漏斗，并将偶联剂KH-5501ml置于滴液漏斗中，并缓慢滴加；在三口烧瓶的右部口插入滴液漏斗，并将稀氨水50ml置于滴液漏斗中，并缓慢滴加；开启水浴缸加热器，使水浴温度保持在75℃±2℃；开启中间口恒速搅拌器，使其转动，搅拌器转速为60r/min；边滴加偶联剂KH-550、稀氨水、边搅拌、时间为240min±10min，并进行化合反应，成混合溶液，混合溶液酸碱度pH＝7.5，硝酸银与二氧化硅之间发生吸附反应，生成载银二氧化硅抗菌剂混合溶液，即Ag-SiO₂混合溶液；⑤过滤Ag-SiO₂混合溶液将Ag-SiO₂混合溶液置于过滤漏斗中，用1层慢速定性滤纸进行过滤，过滤后得白色无机抗菌剂固体产物，即：载银二氧化硅Ag-SiO₂固体滤饼；⑥洗涤用洗瓶向漏斗中的白色固体滤饼加入去离子水50ml±2ml，待漏斗中的去离子水全部滤过后，可继续加入去离子水50ml±2ml，重复进行洗涤10次；⑦干燥将过滤后的Ag-SiO₂固体滤饼置于不锈钢容器中，然后置于烘箱中进行干燥，干燥温度85℃±2℃，干燥时间600min±10min，干燥后即得：无机载银二氧化硅抗菌剂粉末，即：Ag-SiO₂固体粉末20.2g±0.005g；⑧研磨、过筛将干燥后的无机载银二氧化硅抗菌剂Ag-SiO₂固体粉末置于玛瑙研钵中，用玛瑙研棒进行研磨，用625目筛网过筛，反复研磨，反复过筛，制成Ag-SiO₂白色细粉末，粉末平均粒径30nm±5nm；(3)制备合成载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂①在烧杯中配制稀醋酸溶液：冰醋酸：15ml±0.1ml去离子水：985ml±1ml倒入烧杯中，使其混合，并搅拌均匀，成混合溶液，时间为5min±0.5min；②称取壳聚糖1g±0.05g置于上述稀醋酸溶液中，然后在常温20℃±3℃下，用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间10min±2min，使其溶解，滴加稀盐酸，调节酸碱度，pH＝2-2.5，偏酸性，成壳聚糖稀醋酸溶液；③将壳聚糖稀醋酸溶液1000ml±2ml置于烧杯中，将载银二氧化硅粉末2g±0.05g置于烧杯中；④在烧杯中配制稀氨水：氨水50ml+去离子水50ml；⑤将壳聚糖稀醋酸溶液+载银二氧化硅混合溶液置于烧杯中，滴加稀氨水，滴加速度10滴/min，滴加时间10min±0.5min，继续磁力搅拌，使其充分溶解，调整酸碱度pH＝11，偏碱性，搅拌、溶解时间为10min±0.5min；⑥停止搅拌，开启磁力搅拌器加热器，加热到温度65℃±2℃；继续加入：戊二醛3ml±0.05ml，使壳聚糖进行交联并沉积在载银二氧化硅上，形成壳聚糖+载银二氧化硅+戊二醛混合液；在加热状态下，混合液静置120min±5min，成悬浊液，壳聚糖交联沉积，并在载银二氧化硅粉粒上形成包覆层；⑦将烧杯中的悬浊液，倒入容器瓶中，置于低速离心分离机的离心罐上，开启离心机，离心机转速3600r/min，离心分离时间为10min±0.5min；在加热状态下，壳聚糖将进行交联反应，反应式如下：⑧洗涤、过滤将离心分离后的载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂白色固体粉末置于过滤漏斗中，用1层慢速定性滤纸进行洗涤过滤，用烧杯向漏斗中的白色固体粉末加入无水乙醇50ml±2ml，待漏斗中的无水乙醇全部滤过后，可继续加入无水乙醇50ml±2ml，重复进行洗涤5次，除去未交联的壳聚糖；⑨真空干燥将洗涤、过滤5次后的载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂产物滤饼，置于真空干燥箱中，进行干燥处理，干燥温度30℃±2℃，干燥时间1440min±30min，真空度持续保持在15Pa；真空干燥后，即得产物：Ag-SiO₂/(C₆H₁₁NO₄)_n，即载银二氧化硅-壳聚糖抗菌剂粉末；(4)化验、分析、表征对制备的载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂产物粉末要进行化验、分析、表征其形貌、成分、纯度、色泽、抗菌性能；用场发射扫描电镜观察载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂的形貌结构；用最小抑菌浓度法对产物的抗菌性能进行测试；(5)储存对制备的载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂产物粉末储存于棕色玻璃容器中，置于洁净环境，要防水、防潮、防晒、防酸、碱、盐侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。