一種含銀離子的金屬凝膠納米材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含銀離子的金屬凝膠納米材料及其制備方法與應(yīng)用。該材料的制備方法包括：1)將式I所示化合物分散于有機(jī)溶劑中后與AgNO3的水溶液于室溫混勻得到凝膠；2)將步驟1)所得凝膠在避光條件下水浴加熱進(jìn)行陳化，得到溶膠后，冷卻至室溫，除去溶劑后，洗滌，干燥，得到所述含銀離子的金屬凝膠納米材料。通過調(diào)節(jié)銀離子與凝膠劑之間的比例，可得到兩種不同結(jié)構(gòu)(納米管和納米線)的金屬凝膠納米材料。該材料具有良好的、持久的抗菌作用。與傳統(tǒng)的銀殺菌材料相比，該材料具有更好的穩(wěn)定性、易分散性、以及對(duì)細(xì)胞壁更強(qiáng)的結(jié)合性和穿透性，是一種良好的殺菌材料。
【專利說明】一種含銀離子的金屬凝膠納米材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種納米材料，尤其涉及一種含銀離子的金屬凝膠納米材料及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，關(guān)于新型殺菌、抗菌材料的研究，尤其是新型銀納米殺菌材料的開發(fā)成為了科研前言的熱點(diǎn)課題，這些材料被廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)學(xué)及軍事領(lǐng)域。然而由于銀離子不夠穩(wěn)定，材料的抗菌能力也會(huì)隨之受到極大影響，通過銀離子與配體絡(luò)合可以大大提聞銀殺菌材料的穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)銀殺菌材料持續(xù)、穩(wěn)定的殺菌效果。但是，大多數(shù)銀離子配合物不溶于水，很難均勻地分散在水體系中，因此這些材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用仍然受到了極大的限制。
[0003]另一方面，金屬凝膠是一類由有機(jī)配位小分子與金屬離子通過配位作用在溶劑介質(zhì)中協(xié)同并自組裝形成具有交聯(lián)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的，半固態(tài)、半液態(tài)的軟物質(zhì)材料。由于構(gòu)筑單元間是通過非共價(jià)相互作用結(jié)合，因此金屬凝膠的微觀結(jié)構(gòu)及宏觀上表現(xiàn)出來的性質(zhì)可以通過外界的刺激(如光、熱、電等)、改變配體、金屬鹽種類或配體和金屬比例來進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)控。通過將具有良好的抑菌、抗病毒生物活性的吡啶基團(tuán)引入配體，并制備成銀金屬凝膠，可產(chǎn)生加合協(xié)同作用，利用該材料的穩(wěn)定性、易分散性、以及對(duì)細(xì)胞壁更強(qiáng)的結(jié)合性和穿透性，進(jìn)而可以產(chǎn)生更強(qiáng)的抗菌與抑菌活性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種含銀離子的金屬凝膠納米材料及其制備方法與應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明提供的制備含銀離子的金屬凝膠納米材料的方法，包括如下步驟:
[0006]I)將本發(fā)明提供的式I所示化合物分散于有機(jī)溶劑中后與AgNO3的水溶液于室溫混勻得到凝膠；
[0007]2)將步驟I)所得凝膠在避光條件下水浴加熱進(jìn)行陳化，得到溶膠后，冷卻至室溫，除去溶劑后，洗滌，干燥，得到所述含銀離子的金屬凝膠納米材料。
[0008]上述方法的步驟I)中，有機(jī)溶劑選自甲醇和乙醇中的至少一種；
[0009]所述式I所示化合物與有機(jī)溶劑的用量比為2_5mg:lmL ；
[0010]所述AgNO3與式I所示化合物的投料摩爾比為I~2:1 ;
[0011]所述有機(jī)溶劑與所述AgNO3的水溶液中水的體積比為10-20:1。
[0012]所述步驟2)陳化步驟中，溫度為50_60°C ;時(shí)間為5-10分鐘；
[0013]所述洗滌步驟中，所用溶劑為水。
[0014]另外，按照上述方法制備得到的含銀離子的金屬凝膠納米材料，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。其中，所述材料的微觀形貌為棒狀納米管或納米纖維；
[0015]其中，所述棒狀納米管的內(nèi)徑具體為15~25nm,外徑具體為100~150nm ；
[0016]所述納米纖維的直徑具體為20~40nm。[0017]更具體的，AgNO3與式I所示化合物的投料摩爾比為1:1時(shí)，所得含銀離子的金屬凝膠納米材料的微觀形貌為棒狀納米管；
[0018]AgNO3與式I所示化合物的投料摩爾比為2:1時(shí)，所得含銀離子的金屬凝膠納米材料的微觀形貌為納米纖維；該納米纖維可為單股或多股纏繞，長(zhǎng)度可為微米級(jí)；
[0019]所述含銀離子的金屬凝膠納米材料中，式I所示化合物與銀離子的摩爾比為1:1-2。
[0020]此外，以上述本發(fā)明提供的含銀離子的金屬凝膠納米材料為活性成分的殺菌或抑菌產(chǎn)品及該材料在制備殺菌或抑菌產(chǎn)品中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。其中，所述菌為革蘭氏陽性細(xì)菌:金黃色葡萄球菌(S.aureus)、表皮葡萄球菌(S.epiderminis)或革蘭氏陰性細(xì)菌:大腸桿菌(E.coli)。
[0021]另外，本發(fā)明還提供了式I所示化合物，
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種制備含銀離子的金屬凝膠納米材料的方法，包括如下步驟: 1)將權(quán)利要求8所述式I所示化合物分散于有機(jī)溶劑中后與AgNO3的水溶液于室溫混勻得到凝膠； 2)將步驟I)所得凝膠在避光條件下水浴加熱進(jìn)行陳化，得到溶膠后，冷卻至室溫，除去溶劑后，洗滌，干燥，得到所述含銀離子的金屬凝膠納米材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟I)中，有機(jī)溶劑選自甲醇和乙醇中的至少一種； 所述式I所示化合物與有機(jī)溶劑的用量比為2-5mg:lmL ； 所述AgNO3與式I所示化合物的投料摩爾比為I~2:1 ; 所述有機(jī)溶劑與所述AgNO3的水溶液中水的體積比為10-20:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述步驟2)陳化步驟中，溫度為50-600C ;時(shí)間為5-10分鐘； 所述洗滌步驟中，所用溶劑為水。
4.權(quán)利要求1-3任 一所述方法制備得到的含銀離子的金屬凝膠納米材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含銀離子的金屬凝膠納米材料，其特征在于:所述材料的微觀形貌為棒狀納米管或納米纖維； 其中，所述棒狀納米管的內(nèi)徑具體為15~25nm,外徑具體為100~150nm ； 所述納米纖維的直徑具體為20~40nm ； 所述含銀離子的金屬凝膠納米材料中，式I所示化合物與銀離子的摩爾比為1:1_2。
6.以權(quán)利要求1-3所述含銀離子的金屬凝膠納米材料為活性成分的殺菌或抑菌產(chǎn)品；或者， 權(quán)利要求1-3所述含銀離子的金屬凝膠納米材料在制備殺菌或抑菌產(chǎn)品中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的產(chǎn)品或應(yīng)用，其特征在于:所述菌為金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌或大腸桿菌。
8.式I所示化合物，
Xj式I。
9.一種制備權(quán)利要求8所述化合物的方法，包括如下步驟:將芴甲氧羰基-L-谷氨酸、1-乙基-(3-二甲氨基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和1-羥基苯并三唑于有機(jī)溶劑中混合，室溫?cái)嚢?0~30分鐘后，再加入4-甲氨基吡啶于室溫反應(yīng)3~5天后，得到所述式I所示化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述芴甲氧羰基-L-谷氨酸、1-乙基-(3-二甲氨基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和1-羥基苯并三唑和4-甲氨基吡啶的投料摩爾比為 1:3-4:3-4:2，具體為 1:3:3:2 或 1:4:4:2 ；所述有機(jī)溶劑選 自二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一種。
【文檔編號(hào)】A01N59/16GK103999872SQ201410234105
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】劉鳴華, 秦龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所