本發(fā)明涉及了合金技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及了一種具有抗菌效果的PET/PTT合金的制備方法。
背景技術(shù):
PET/PTT合金具有優(yōu)良的理化性能和加工性能高,保留PET和PTT各自的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有優(yōu)良的成型加工、抗沖擊、耐高溫老化、耐化學(xué)藥品等優(yōu)良性能;但隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)于傳統(tǒng)的PET/PTT合金提出了更高的要求,如抗菌性能、除醛以及除臭等多種功能;然而現(xiàn)有的合金功能單一,且性能有待提高,很大程度上限制了PET/PTT合金的應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種具有抗菌效果的PET/PTT合金的制備方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種具有抗菌效果的PET/PTT合金的制備方法,所述具有抗菌效果的PET/PTT合金組分按重量份比為:50~60份PET、10~30份PTT、2~5份SMA、5~6份MBS、1~5份經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理的抗菌復(fù)合物、0.5~2份納米二氧化硅、0.1~0.5份抗氧劑、0.1~1份潤(rùn)滑劑;所述具有抗菌效果的PET/PTT合金的制備方法如下:按重量份稱取各組分,分別加入高速混合器中,混合攪拌10~30min,混合均勻后出料加入雙螺桿擠出機(jī)中,于210~280℃溫度下經(jīng)過(guò)熔融混煉擠出、冷卻造粒、干燥即得具有抗菌效果的PET/PTT合金。
所述抗菌復(fù)合物經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑預(yù)處理,具體為將抗菌復(fù)合物加入到無(wú)水乙醇中,500~800rpm攪拌1~2h;逐滴滴加占抗菌復(fù)合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鈦酸酯偶聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌1~2h,過(guò)濾后烘干。
所述PET為特征粘度0.8~1.0dL/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯;所述PTT為特征粘度0.8~1.0dL/g的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯;所述SMA為相容劑苯乙烯-馬來(lái)酸酐無(wú)規(guī)共聚物;所述MBS為具有核殼結(jié)構(gòu)增韌的甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物;所述納米二氧化硅為粒徑為20~30nm的氣相二氧化硅;所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑1076的復(fù)配物;所述乳化劑為硬脂酸鈣。
所述抗菌復(fù)合物通過(guò)以下方法制得:
(1)制備石墨烯量子點(diǎn)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(shí)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(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照30~60min,激光輻照功率為1~2W。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(300~500W超聲功率,200~300rpm攪拌速度)50~60ml石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)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。
(3)將0.1~0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn)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(shí);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(diǎn)。
(4)SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)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)載銀的石墨烯量子點(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)。
(5)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(4)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn),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。
所述抗菌復(fù)合物通過(guò)以下方法制得:
(1)制備石墨烯量子點(diǎn)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(shí)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(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照30~60min,激光輻照功率為1~2W。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(300~500W超聲功率,200~300rpm攪拌速度)50~60ml石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)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。
(3)將0.1~0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn)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(shí);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(diǎn)。
(4)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 mol/L硫酸溶液中,混合均勻;加入步驟(3)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn),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(shí)后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(5)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(6)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(5)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn),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。
所述抗菌復(fù)合物通過(guò)以下方法制得:
(1)制備石墨烯量子點(diǎn)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(shí)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(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照30~60min,激光輻照功率為1~2W。
(2)稱取氧化鋅量子點(diǎn)(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(diǎn)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(diǎn)。
(3)負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點(diǎn)。
(4)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):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(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí);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(diǎn)。
(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(diǎn),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(shí)后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(7)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(8)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(diǎn)和步驟(7)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)(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)明抗菌復(fù)合物方法采用激光輻照后的石墨烯量子點(diǎn)作為抗菌劑的載體,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等抗菌劑,防止其團(tuán)聚,顯著提高抗菌劑的穩(wěn)定性,使其具有更長(zhǎng)效的抗菌活性;使用該抗菌復(fù)合物,使得PET/PTT合金具有更加優(yōu)異抗菌特性以及抗菌穩(wěn)定持久性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明,實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,不是對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
一種多孔石墨烯載銀抗菌復(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(diǎn)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(shí)以500rpm的速度攪拌,得混合液;稱取0.5g 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(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照30min,激光輻照功率為1W。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)60ml石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3:2:2。
(3)將0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn)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)3小時(shí);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(diǎn)。
(4)SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)的表面處理:將0.005g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)載銀的石墨烯量子點(diǎn),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, 240℃下反應(yīng)90min;冷卻,過(guò)濾,烘干得表面處理的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)。
(5)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(4)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn),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(shí)施例2
一種多孔石墨烯載銀抗菌復(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(diǎn)懸浮液:稱取0.6g 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(shí)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)6h;快速加入200ml純水,過(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1.3W。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)50ml石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)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。
(3)將0.3g負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn)超聲攪拌(800W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(diǎn)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)1.2小時(shí);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(diǎn)。
(4)SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)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負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)。
(5)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(4)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn),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(shí)施例3
一種多孔石墨烯載銀抗菌復(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(diǎn)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(shí)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)5h;快速加入100ml純水,過(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照30min,激光輻照功率為2W。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)60ml石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)懸浮液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為4:3:2。
(3)將0.5g負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn)超聲攪拌(500W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(diǎn)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)1小時(shí);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(diǎn)。
(4)SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)的表面處理:將0.01g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)載銀的石墨烯量子點(diǎn),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,200℃下反應(yīng)90min;冷卻,過(guò)濾,烘干得表面處理的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn)。
(5)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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)80ml石墨烯分散溶液,加入步驟(4)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn),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(duì)比例1
一種多孔石墨烯載銀抗菌復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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)80ml石墨烯分散溶液,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,烘干得抗菌復(fù)合材料。
對(duì)比例2
一種多孔石墨烯載銀抗菌復(fù)合材料的制備方法,其包括以下步驟:
(1)配制濃度為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,超聲攪拌90min,硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3:2;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(diǎn)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)1小時(shí);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Ag/SiO2。
(2)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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)80ml石墨烯分散溶液,加入步驟(2)制得的Ag/SiO2,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。
本發(fā)明所制備出的抗菌復(fù)合材料的抗菌活性評(píng)價(jià)的具體過(guò)程和步驟如下:
測(cè)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(cè)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(shí)施例和對(duì)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(duì)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(gè)/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(duì)照管,無(wú)菌生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)管液體透明,以不長(zhǎng)菌管的抗菌劑計(jì)量為該抗菌劑的最低抑菌濃度(MIC)。
表1:實(shí)施例1~3和對(duì)比例1、2抗菌復(fù)合材料的抗菌性能
長(zhǎng)效性試驗(yàn):在40℃恒溫水槽中放一錐形瓶,瓶?jī)?nèi)加入1g 各實(shí)施例和對(duì)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(cè)定其最低抑菌濃度,如表2所示。
表2:實(shí)施例1~3和對(duì)比例1、2抗菌復(fù)合材料的長(zhǎng)效抗菌活性
實(shí)施例4
一種具有抗菌效果的PET/PTT合金的制備方法,所述具有抗菌效果的PET/PTT合金組分按重量份比為:60份PET、20份PTT、3份SMA、5份MBS、3份經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理的抗菌復(fù)合物、1份納米二氧化硅、0.3份抗氧劑、0.5份潤(rùn)滑劑;所述具有抗菌效果的PET/PTT合金的制備方法如下:按重量份稱取各組分,分別加入高速混合器中,混合攪拌30min,混合均勻后出料加入雙螺桿擠出機(jī)中,于210~280℃溫度下經(jīng)過(guò)熔融混煉擠出、冷卻造粒、干燥即得具有抗菌效果的PET/PTT合金。
所述抗菌復(fù)合物經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑預(yù)處理,具體為將實(shí)施例2抗菌復(fù)合物加入到無(wú)水乙醇中,800rpm攪拌2h;逐滴滴加占抗菌復(fù)合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鈦酸酯偶聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌1h,過(guò)濾后烘干。
實(shí)施例5
基于實(shí)施例4的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物的制備方法如下:
(1)制備石墨烯量子點(diǎn)懸浮液:稱取0.6g 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(shí)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)7h;快速加入200ml純水,過(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照45min,激光輻照功率為1.2W。
(2)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)60ml石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)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。
(3)將0.3g負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn)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(shí);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(diǎn)。
(4)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(3)制得的SiO2包覆載銀石墨烯量子點(diǎn),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(shí)后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(5)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(6)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(5)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn),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(shí)施例6
基于實(shí)施例4的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物的制備方法如下:
(1)制備石墨烯量子點(diǎn)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(shí)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(guò)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(diǎn)懸浮液;100rpm速度攪拌石墨烯量子點(diǎn)懸浮液,同時(shí)激光輻照45min,激光輻照功率為1.5W。
(2)稱取氧化鋅量子點(diǎn)(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(diǎn)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(diǎn)。
(3)負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的負(fù)載氧化鋅的石墨烯量子點(diǎn)。
(4)制備負(fù)載銀的石墨烯量子點(diǎn):超聲攪拌(500W超聲功率,300rpm攪拌速度)另一半石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn);石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí);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(diǎn)。
(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(diǎn),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(shí)后,清洗,干燥,得到載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(7)載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)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(diǎn),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(guò)濾,烘干得表面處理的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)。
(8)稱取多孔石墨烯(2~5層,孔大小約3~6nm,層大小約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(diǎn)和步驟(7)制得的載銀/二氧化鈦石墨烯量子點(diǎn)(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(shí)施例7
基于實(shí)施例4的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物為硅藻土/抗菌復(fù)合物;
所述硅藻土/抗菌復(fù)合物制備方法如下:將硅藻土分散于水溶液中,邊超聲攪拌邊滴加抗菌復(fù)合物水分散液;靜置,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/抗菌復(fù)合物;所述硅藻土與抗菌復(fù)合物的重量比為2:5;
所述硅藻土/抗菌復(fù)合物經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑預(yù)處理,具體為將硅藻土/抗菌復(fù)合物加入到無(wú)水乙醇中, 800rpm攪拌2h;逐滴滴加占硅藻土/抗菌復(fù)合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鈦酸酯偶聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌1h,過(guò)濾后烘干。
實(shí)施例8
基于實(shí)施例5的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物為硅藻土/抗菌復(fù)合物;
所述硅藻土/抗菌復(fù)合物制備方法如下:將硅藻土分散于水溶液中,邊超聲攪拌邊滴加抗菌復(fù)合物水分散液;靜置,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/抗菌復(fù)合物;所述硅藻土與抗菌復(fù)合物的重量比為2:5;
所述硅藻土/抗菌復(fù)合物經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑預(yù)處理,具體為將硅藻土/抗菌復(fù)合物加入到無(wú)水乙醇中, 800rpm攪拌2h;逐滴滴加占硅藻土/抗菌復(fù)合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鈦酸酯偶聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌1h,過(guò)濾后烘干。
實(shí)施例9
基于實(shí)施例6的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物為硅藻土/抗菌復(fù)合物;
所述硅藻土/抗菌復(fù)合物制備方法如下:將硅藻土分散于水溶液中,邊超聲攪拌邊滴加抗菌復(fù)合物水分散液;靜置,多次抽濾清洗,干燥得硅藻土/抗菌復(fù)合物;所述硅藻土與抗菌復(fù)合物的重量比為2:5;
所述硅藻土/抗菌復(fù)合物經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑預(yù)處理,具體為將硅藻土/抗菌復(fù)合物加入到無(wú)水乙醇中, 800rpm攪拌2h;逐滴滴加占硅藻土/抗菌復(fù)合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鈦酸酯偶聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌1h,過(guò)濾后烘干。
實(shí)施例10
基于實(shí)施例7的制備方法,不同之處在于:增加2份經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理的硅藻土/多孔碳;
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,得到多孔碳;將納米級(jí)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。
實(shí)施例11
基于實(shí)施例8的制備方法,不同之處在于:增加2份經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理的硅藻土/多孔碳;
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,得到多孔碳;將納米級(jí)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。
實(shí)施例12
基于實(shí)施例9的制備方法,不同之處在于:增加2份經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理的硅藻土/多孔碳;
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,得到多孔碳;將納米級(jí)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。
對(duì)比例3
基于實(shí)施例4的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物改為經(jīng)二氧化鈦改性的納米竹炭粉。
對(duì)比例4
基于實(shí)施例4的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物為納米氧化鋅。
實(shí)施例4~12及對(duì)比例3、4的主要技術(shù)指標(biāo)如下:
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)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(duì)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)。