本發(fā)明涉及了樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及了一種除甲醛樹脂復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù):
目前各種不同金屬離子制備的抗菌材料成為研究熱點,如采用有機(jī)聚丙烯睛纖維化學(xué)改性的方法制備新型廣譜抗菌功能纖維,又如金屬絡(luò)合型廣譜抗菌功能纖維等等。但現(xiàn)有方法金屬離子如納米銀與基體樹脂無法緊密結(jié)合(特別是當(dāng)納米銀顆粒含量增加時,容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象),在使用過程中容易脫落,從而影響使用壽命及抗菌效果。同時,現(xiàn)有的樹脂材料功能較單一,一種樹脂材料無法滿足多種需求,往往是通過混合多種功能的樹脂材料,但較難達(dá)到所預(yù)期的效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種除甲醛樹脂復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種除甲醛樹脂復(fù)合材料的制備方法
(1)將聚丙烯腈大孔吸附樹脂進(jìn)行胺化預(yù)處理;
(2)將步驟(1)的聚丙烯腈大孔吸附樹脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成)中,超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,備用;
(3)再加入抗菌復(fù)合材料分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成),超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,即可得到除甲醛樹脂復(fù)合材料。所述抗菌復(fù)合材料占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.5~1%,所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.5~1%。
所述胺化預(yù)處理使用的胺化處理劑為聚氮雜環(huán)丙烷、多乙撐多胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的任意一種或多種,預(yù)處理時胺化劑占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總質(zhì)量的1%~30%。所述胺化預(yù)處理具體為:將聚丙烯腈大孔吸附樹脂與胺化處理劑,混合、攪拌,靜置30min后,干燥,備用。
所述硅藻土/多孔碳制備方法如下:將5g纖維素,12mg聚苯乙烯磺酸鉀和30ml水加入到100ml水熱釜中,在180℃烘箱中密封反應(yīng)10h,經(jīng)清洗干燥后,在900℃的空氣氣氛下煅燒1h,研磨得到納米級多孔碳;將納米硅藻土分散在120ml的水溶液中,浸入多孔碳2h,讓納米材料充分進(jìn)入孔道中,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/多孔碳,硅藻土與多孔碳的重量比為5:1。
在本發(fā)明中,一種抗菌復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)制備石墨烯量子點懸浮液:稱取0.5~0.8g C60粉末,量取50~100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以300~500rpm的速度攪拌,得混合液;稱取0.5~3g 高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)5~8h;快速加入100~200ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天,得石墨烯量子點懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點懸浮液,同時激光輻照30~60min,激光輻照功率為1~2W。
(2)稱取氧化鋅量子點(粒徑約2~5nm)配制成濃度為0.5~1mg/ml的分散液,溶劑為水;超聲攪拌(500~1000W超聲功率,600~800rpm攪拌速度)80~100ml氧化鋅分散液,滴加步驟(1)制得的一半石墨烯量子點懸浮液,繼續(xù)超聲攪拌30~60min;離心,清洗,烘干,得到負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(3)負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點的表面處理:將0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(300~500W超聲功率,200~300rpm攪拌速度)并加入0.1~0.3g負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌10~30min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為200~400W,200~240℃下反應(yīng)60~90min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(4)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點:超聲攪拌(300~500W超聲功率,200~300rpm攪拌速度)另一半石墨烯量子點懸浮液,滴加濃度為0.001~0.005mol/L硝酸銀溶液,控制反應(yīng)溫度為45~60℃,滴加濃度為0.01~0.08mol/L二水合檸檬酸三鈉,繼續(xù)超聲攪拌60~120min;陳化,清洗,烘干得負(fù)載銀的石墨烯量子點;石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3~4:2~3:1~2。
(5)將0.1~0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點超聲攪拌(500~1000W超聲功率,300~500rpm攪拌速度)分散于乙醇中;之后加入體積比3~5:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與負(fù)載銀的石墨烯量子點的質(zhì)量比為 1~2:1,調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)1~3小時;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90oC下干燥3h,以得到SiO2包覆的負(fù)載銀的石墨烯量子點。
(6)將0.1~0.3mol/L鈦源(鈦源為氟鈦酸鉀、氟鈦酸銨、鈦酸異丙酯或四氯化鈦)加入到1 M硫酸溶液中,混合均勻;加入步驟(5)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點,升溫至100~110℃,反應(yīng)2~4h后,用濃氨水溶液調(diào)pH值至7,陳化6小時后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(7)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點的表面處理:將0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(300~500W超聲功率,200~300rpm攪拌速度)并加入0.1~0.3g載銀/二氧化鈦石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌10~30min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為200~400W,200~240℃下反應(yīng)60~90min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(8)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小100~500nm)配制成濃度為0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液,溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜;超聲攪拌(500~1000W超聲功率,600~800rpm攪拌速度)80~100ml石墨烯分散溶液,加入步驟(3)制得的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點和步驟(7)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(兩者質(zhì)量比為2:1~3)超聲攪拌10~30min,然后移至聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中,在80~120℃下保溫15~30min;冷卻,離心,清洗,烘干得抗菌復(fù)合材料。
本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明將納米硅藻土預(yù)分散在多孔碳內(nèi)再附著在樹脂孔洞內(nèi),既提高了硅藻土的分散性也使得樹脂材料具有抗甲醛的特性;分別先制備負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點和負(fù)載銀/二氧化鈦的石墨烯量子點,然后表面處理,最后附著在多孔石墨烯上,可以更好地負(fù)載并固定銀納米粒子和氧化鋅,防止其團(tuán)聚,顯著提高銀納米粒子和氧化鋅的穩(wěn)定性,使銀納米粒子和氧化鋅具有更長效的抗菌活性;同時復(fù)合了銀粒子、二氧化鈦以及氧化鋅的抗菌性能,相比于單一的銀納米抗菌劑有著更好的抗菌效果,抗菌持久;同時復(fù)合了銀粒子和二氧化鈦的抗菌性能,相比于單一的銀納米抗菌劑有著更好的抗菌效果,抗菌持久。經(jīng)過合理的搭配硅藻土和抗菌復(fù)合材料,兩者協(xié)同作用,使得樹脂材料具有優(yōu)異抗菌和除甲醛性能,滿足多功能樹脂材料的需求,進(jìn)一步拓寬樹脂材料的應(yīng)用。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明,實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,不是對本發(fā)明的限定。
實施例1
一種抗菌復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)制備石墨烯量子點懸浮液:稱取0.5g C60粉末,量取50ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以500rpm的速度攪拌,得混合液;稱取3g 高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)8h;快速加入200ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天,得石墨烯量子點懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點懸浮液,同時激光輻照30min,激光輻照功率為2W。
(2)稱取氧化鋅量子點(粒徑約2~5nm)配制成濃度為0.5mg/ml的分散液,溶劑為水;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)80ml氧化鋅分散液,滴加步驟(1)制得的一半石墨烯量子點懸浮液,繼續(xù)超聲攪拌60min;離心,清洗,烘干,得到負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(3)負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點的表面處理:將0.005g氧化石墨加入到8mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)并加入0.2g負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌20min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為200W,240℃下反應(yīng)60min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(4)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點:超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)另一半石墨烯量子點懸浮液,滴加濃度為0.005mol/L硝酸銀溶液,控制反應(yīng)溫度為50℃,滴加濃度為0.08mol/L二水合檸檬酸三鈉,繼續(xù)超聲攪拌90min;陳化,清洗,烘干得負(fù)載銀的石墨烯量子點;石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為4:2:1。
(5)將0.1g負(fù)載銀的石墨烯量子點超聲攪拌(1000W超聲功率, 500rpm攪拌速度)分散于乙醇中;之后加入體積比5:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯,與負(fù)載銀的石墨烯量子點的質(zhì)量比為 1:1,調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)2小時;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90oC下干燥3h,以得到SiO2包覆的負(fù)載銀的石墨烯量子點。
(6)將0.3mol/L鈦源(鈦源為氟鈦酸鉀)加入到1 mol/L硫酸溶液中,混合均勻;加入步驟(5)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點,升溫至100℃,反應(yīng)2h后,用濃氨水溶液調(diào)pH值至7,陳化6小時后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(7)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點的表面處理:將0.005g氧化石墨加入到10mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)并加入0.3g載銀/二氧化鈦石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌30min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為200W, 240℃下反應(yīng)60min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(8)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小100~500nm)配制成濃度為0.8mg/ml的石墨烯分散溶液,溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)100ml石墨烯分散溶液,加入步驟(3)制得的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點和步驟(7)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(兩者質(zhì)量比為1:1)超聲攪拌30min,然后移至聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中,在100℃下保溫30min;冷卻,離心,清洗,烘干得抗菌復(fù)合材料。
實施例2
一種抗菌復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)制備石墨烯量子點懸浮液:稱取0.7g C60粉末,量取80ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以500rpm的速度攪拌,得混合液;稱取2g 高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)6h;快速加入200ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天,得石墨烯量子點懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點懸浮液,同時激光輻照45min,激光輻照功率為1.5W。
(2)稱取氧化鋅量子點(粒徑約2~5nm)配制成濃度為0.8mg/ml的分散液,溶劑為水;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)100ml氧化鋅分散液,滴加步驟(1)制得的一半石墨烯量子點懸浮液,繼續(xù)超聲攪拌60min;離心,清洗,烘干,得到負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(3)負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點的表面處理:將0.008g氧化石墨加入到10mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)并加入0.1g負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌20min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為300W,220℃下反應(yīng)60min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(4)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點:超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)另一半石墨烯量子點懸浮液,滴加濃度為0.003mol/L硝酸銀溶液,控制反應(yīng)溫度為50℃,滴加濃度為0.05mol/L二水合檸檬酸三鈉,繼續(xù)超聲攪拌90min;陳化,清洗,烘干得負(fù)載銀的石墨烯量子點;石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3:3:2。
(5)將0.3g負(fù)載銀的石墨烯量子點超聲攪拌(1000W超聲功率, 500rpm攪拌速度)分散于乙醇中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯,與負(fù)載銀的石墨烯量子點的質(zhì)量比為 2:1,調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)1小時;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90oC下干燥3h,以得到SiO2包覆的負(fù)載銀的石墨烯量子點。
(6)將0.2mol/L鈦源(鈦源為氟鈦酸銨)加入到1 mol/L硫酸溶液中,混合均勻;加入步驟(5)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點,升溫至100℃,反應(yīng)3h后,用濃氨水溶液調(diào)pH值至7,陳化6小時后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(7)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點的表面處理:將0.008g氧化石墨加入到8mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)并加入0.2g載銀/二氧化鈦石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌30min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為300W,220℃下反應(yīng)60min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(8)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小100~500nm)配制成濃度為0.5mg/ml的石墨烯分散溶液,溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)80ml石墨烯分散溶液,加入步驟(3)制得的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點和步驟(7)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(兩者質(zhì)量比為2:3)超聲攪拌30min,然后移至聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中,在100℃下保溫30min;冷卻,離心,清洗,烘干得抗菌復(fù)合材料。
實施例3
一種抗菌復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)制備石墨烯量子點懸浮液:稱取0.8g C60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以500rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g 高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)5h;快速加入100ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天,得石墨烯量子點懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點懸浮液,同時激光輻照60min,激光輻照功率為1W。
(2)稱取氧化鋅量子點(粒徑約2~5nm)配制成濃度為1mg/ml的分散液,溶劑為水;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)100ml氧化鋅分散液,滴加步驟(1)制得的一半石墨烯量子點懸浮液,繼續(xù)超聲攪拌60min;離心,清洗,烘干,得到負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(3)負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點的表面處理:將0.01g氧化石墨加入到5mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)并加入0.3g負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌20min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為400W,200℃下反應(yīng)60min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點。
(4)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點:超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)另一半石墨烯量子點懸浮液,滴加濃度為0.001mol/L硝酸銀溶液,控制反應(yīng)溫度為50℃,滴加濃度為0.01mol/L二水合檸檬酸三鈉,繼續(xù)超聲攪拌90min;陳化,清洗,烘干得負(fù)載銀的石墨烯量子點;石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3:2:1。
(5)將0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點超聲攪拌(1000W超聲功率, 500rpm攪拌速度)分散于乙醇中;之后加入體積比3:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯,與負(fù)載銀的石墨烯量子點的質(zhì)量比為 1:1,調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)3小時;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90oC下干燥3h,以得到SiO2包覆的負(fù)載銀的石墨烯量子點。
(6)將0.1mol/L鈦源(鈦源為氟鈦酸鉀、氟鈦酸銨、鈦酸異丙酯或四氯化鈦)加入到1 mol/L硫酸溶液中,混合均勻;加入步驟(5)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點,升溫至110℃,反應(yīng)4h后,用濃氨水溶液調(diào)pH值至7,陳化6小時后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(7)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點的表面處理:將0.01g氧化石墨加入到5mL的分散劑(DMSO)中,超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)并加入0.1g載銀/二氧化鈦石墨烯量子點,繼續(xù)超聲攪拌30min,移至內(nèi)襯為聚四氟乙烯的微波水熱反應(yīng)釜(50 mL)中,密封后置于微波輔助水熱合成儀中,微波功率為400W,200℃下反應(yīng)60min;冷卻,過濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點。
(8)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小100~500nm)配制成濃度為0.2mg/ml的石墨烯分散溶液,溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)80ml石墨烯分散溶液,加入步驟(3)制得的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點和步驟(7)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(兩者質(zhì)量比為2:1)超聲攪拌30min,然后移至聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中,在100℃下保溫30min;冷卻,離心,清洗,烘干得抗菌復(fù)合材料。
對比例1
一種抗菌復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)制備石墨烯量子點懸浮液:稱取0.5g C60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時以500rpm的速度攪拌,得混合液;稱取3g 高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)8h;快速加入200ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3天,得石墨烯量子點懸浮液。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點:超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)50ml石墨烯量子點懸浮液,滴加濃度為0.001mol/L硝酸銀溶液,控制反應(yīng)溫度為50℃,滴加濃度為0.01mol/L二水合檸檬酸三鈉,繼續(xù)超聲攪拌90min;陳化,清洗,烘干得負(fù)載銀的石墨烯量子點;石墨烯量子點懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3:2:1。
(3)將0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點超聲攪拌(1000W超聲功率, 500rpm攪拌速度)分散于乙醇中;之后加入體積比3:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯,與負(fù)載銀的石墨烯量子點的質(zhì)量比為 1:1,調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)3小時;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90oC下干燥3h,以得到SiO2包覆的負(fù)載銀的石墨烯量子點。
(4)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小100~500nm)配制成濃度為0.2mg/ml的石墨烯分散溶液,溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)100ml石墨烯分散溶液,加入步驟(3)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點,超聲攪拌30min,然后移至聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中,在100℃下保溫30min;冷卻,離心,清洗,烘干得抗菌復(fù)合材料。
對比例2
一種抗菌復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小100~500nm)配制成濃度為0.5mg/ml的石墨烯分散溶液,溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜;超聲攪拌(1000W超聲功率,800rpm攪拌速度)100ml石墨烯分散溶液,滴加濃度為0.003mol/L硝酸銀溶液,控制反應(yīng)溫度為50℃,滴加濃度為0.04mol/L二水合檸檬酸三鈉,繼續(xù)超聲攪拌90min;陳化,清洗,烘干得負(fù)載銀的石墨烯抗菌材料。
本發(fā)明所制備出的抗菌復(fù)合材料的抗菌活性評價的具體過程和步驟如下:
測試的細(xì)菌分別為金黃色葡萄球菌和大腸桿菌;參照最小抑菌濃度(minimal inhibitory concentration, MIC)的測試方法(Xiang Cai, Shaozao Tan,Aili Yu, Jinglin Zhang, Jiahao Liu, Wenjie Mai, Zhenyou Jiang. Sodium1-naphthalenesulfonate- functioned reduced graphene oxide stabilize the silver nanoparticles with lower cytotoxicity and long-term antibacterial activity.Chemistry-An Asian Journal. 2012, 7(7):1664-1670.),先用電子天平稱取一定量的各實施例和對比例所制備的抗菌復(fù)合材料,將抗菌復(fù)合材料用MH肉湯對倍系列稀釋到不同濃度,分別加入到含有一定菌量的MH培養(yǎng)液中,使最終菌液的濃度約為106個/mL,然后在37℃下振蕩培養(yǎng)24h,觀察其結(jié)果,如表1所示。不加抗菌樣品的試管作為對照管,無菌生長的實驗管液體透明,以不長菌管的抗菌劑計量為該抗菌劑的最低抑菌濃度(MIC)。
表1:實施例1~3和對比例1、2抗菌復(fù)合材料的抗菌性能
長效性試驗:在40℃恒溫水槽中放一錐形瓶,瓶內(nèi)加入1g 各實施例和對比例所制備的抗菌復(fù)合材料樣品和200mL鹽水(0.9mass%),并分別在水中浸泡6、24、72h后取樣,測定其最低抑菌濃度,如表2所示。
表2:實施例1~3和對比例1、2抗菌復(fù)合材料的長效抗菌活性
實施例4
一種除甲醛樹脂復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)將聚丙烯腈大孔吸附樹脂進(jìn)行胺化預(yù)處理;具體為:將聚丙烯腈大孔吸附樹脂與胺化處理劑(聚氮雜環(huán)丙烷和多乙撐多胺按體積比2:1組成),混合、攪拌,靜置30min后,干燥,備用;預(yù)處理時胺化劑占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總質(zhì)量的12%。
(2)將步驟(1)的聚丙烯腈大孔吸附樹脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成)中,超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,備用,所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.5%。;所述硅藻土/多孔碳制備方法如下:將5g纖維素,12mg聚苯乙烯磺酸鉀和30ml水加入到100ml水熱釜中,在180℃烘箱中密封反應(yīng)10h,經(jīng)清洗干燥后,在900℃的空氣氣氛下煅燒1h,研磨得到納米級多孔碳;將納米硅藻土分散在120ml的水溶液中,浸入多孔碳2h,讓納米材料充分進(jìn)入孔道中,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/多孔碳,硅藻土與多孔碳的重量比為5:1。
(3)再加入實施例2的抗菌復(fù)合材料分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成),超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,即可得到除甲醛樹脂復(fù)合材料。所述抗菌復(fù)合材料占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的1%。
實施例5
一種除甲醛樹脂復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)將聚丙烯腈大孔吸附樹脂進(jìn)行胺化預(yù)處理;具體為:將聚丙烯腈大孔吸附樹脂與胺化處理劑(聚氮雜環(huán)丙烷和多乙撐多胺按體積比2:1組成),混合、攪拌,靜置30min后,干燥,備用;預(yù)處理時胺化劑占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總質(zhì)量的12%。
(2)將步驟(1)的聚丙烯腈大孔吸附樹脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成)中,超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,備用,所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.65%。;所述硅藻土/多孔碳制備方法如下:將5g纖維素,12mg聚苯乙烯磺酸鉀和30ml水加入到100ml水熱釜中,在180℃烘箱中密封反應(yīng)10h,經(jīng)清洗干燥后,在900℃的空氣氣氛下煅燒1h,研磨得到納米級多孔碳;將納米硅藻土分散在120ml的水溶液中,浸入多孔碳2h,讓納米材料充分進(jìn)入孔道中,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/多孔碳,硅藻土與多孔碳的重量比為5:1。
(3)再加入實施例2的抗菌復(fù)合材料分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成),超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,即可得到除甲醛樹脂復(fù)合材料。所述抗菌復(fù)合材料占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.82%。
實施例6
一種除甲醛樹脂復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)將聚丙烯腈大孔吸附樹脂進(jìn)行胺化預(yù)處理;具體為:將聚丙烯腈大孔吸附樹脂與胺化處理劑(聚氮雜環(huán)丙烷和多乙撐多胺按體積比2:1組成),混合、攪拌,靜置30min后,干燥,備用;預(yù)處理時胺化劑占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總質(zhì)量的12%。
(2)將步驟(1)的聚丙烯腈大孔吸附樹脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成)中,超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,備用,所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的1%。;所述硅藻土/多孔碳制備方法如下:將5g纖維素,12mg聚苯乙烯磺酸鉀和30ml水加入到100ml水熱釜中,在180℃烘箱中密封反應(yīng)10h,經(jīng)清洗干燥后,在900℃的空氣氣氛下煅燒1h,研磨得到納米級多孔碳;將納米硅藻土分散在120ml的水溶液中,浸入多孔碳2h,讓納米材料充分進(jìn)入孔道中,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/多孔碳,硅藻土與多孔碳的重量比為5:1。
(3)再加入實施例2的抗菌復(fù)合材料分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成),超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,即可得到除甲醛樹脂復(fù)合材料。所述抗菌復(fù)合材料占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.5%。
對比例3
基于實施例6的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合材料為納米銀抗菌劑。
對比例4
一種除甲醛樹脂復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)將聚丙烯腈大孔吸附樹脂進(jìn)行胺化預(yù)處理;具體為:將聚丙烯腈大孔吸附樹脂與胺化處理劑(聚氮雜環(huán)丙烷和多乙撐多胺按體積比2:1組成),混合、攪拌,靜置30min后,干燥,備用;預(yù)處理時胺化劑占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總質(zhì)量的12%。
(2)將步驟(1)的聚丙烯腈大孔吸附樹脂加入硅藻土分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成)中,超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,備用,所述硅藻土占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的0.5%。
(3)再加入納米銀抗菌劑分散溶液(溶劑為水和乙醇按體積比3:2組成),超聲攪拌,靜置60min,在60~80℃下干燥,即可得到除甲醛樹脂復(fù)合材料。所述納米銀抗菌劑占聚丙烯腈大孔吸附樹脂總重量的1%。
對比例5
基于實施例6的制備方法,不同之處在于:未添加硅藻土/多孔碳材料。
對比例6
基于實施例6的制備方法,不同之處在于:未添加抗菌復(fù)合物。
本發(fā)明的主要技術(shù)性能如下表所示:
以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制,但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案,均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。