[发明专利]一种氧化石墨烯/银络合抗菌材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域，尤其涉及氧化石墨烯/银抗菌材料及其制备方法。

背景技术

在世界范围内，针对石墨烯研究与应用的热潮在持续涌动，从来没有一种材料能像石墨烯这样在各个领域都广受关注。

根据国内外资料检索，目前有关石墨烯/银复合物的研究仅限于文献报道，中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室发现氧化石墨烯纳米悬浊液在与大肠杆菌孵育2h后，对其抑制率超过90％。氧化石墨烯的抗菌性源于其对大肠杆菌细胞膜的破坏，而氧化石墨烯对哺乳动物细胞产生的细胞毒性很小。总之，与抗生素、金属离子、季铵化合物等广泛应用于日常生活中抗菌物质相比，氧化石墨烯纳米层具有极好的抗菌活性和很小的细胞毒作用。相关研究成果发表在美国化学会《ACS Nano》杂志上，并申请了专利(公开号：CN101990900A)。但该文献中公开的方法制备的石墨烯纸完全抗菌浓度高达85μg/mL。又如，德国《Small》2009年报道了一种合成银/石墨烯复合物的方法，该方法利用氧化型氧化石墨烯在氢氧化钾的碱性条件下还原硝酸银制得银石墨烯复合物。在碱性条件下制备的产物会影响产物在生物应用方面的安全性。中国2010年在《Nano Research》报道了一种银/石墨烯混合物的制备方法，该方法运用了硼氢化钠还原硝酸银制得银石墨烯混合物。但该方法制备的银/石墨烯混合物中的银颗粒分散不均匀，而且其完全抗菌浓度高达50μg/mL。目前，已有报道的石墨烯/银复合材料的缓释性能较差，不能长久持续的高效抗菌作用。

发明内容

本发明克服现有技术中抗菌材料缓释性能差，不能长久持续的发挥抗菌作用的不足，提供一种氧化石墨烯/银络合抗菌材料及其制备方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：一种氧化石墨烯/银络合抗菌材料，所述材料为银源的有机或无机络合物与氧化石墨烯的螯合物。

上述材料，其结构式为：或

其中HO—Rx—NH₂为氧化石墨烯片段，R₁为烷基或芳基。

上述的氧化石墨烯/银络合抗菌材料的制备方法，步骤如下：

(1)氧化石墨烯水溶液的预制备：去氧化石墨烯粉末分散在去离子水中，经超声充分剥离得到氧化石墨烯分散液，再向其中加入具有大π键的水溶性有机物，然后经超声充分混合；

(2)银源与有机、无机络合物的初步络合：将硝酸银溶于水，再向其中加入亚硫酸钠或柠檬酸钠，反应得到银络合物；

(3)将步骤(1)得到的氧化石墨烯水溶液与步骤(2)得到的银络合物混合，反应结束后，过滤出沉淀，即制得氧化石墨烯/银络合抗菌材料。

进一步地，步骤(1)所述的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯质量分数为0.05～0.5％。

作为优选，步骤(1)所述的具有大π键的水溶性有机物为N-甲基吡咯烷酮、吡咯烷酮、吡啶或4-甲基吡啶中的一种，其用量与去离子水的体积比为0.5～10:1。

进一步地，步骤(2)所述的亚硫酸钠或柠檬酸钠与硝酸银摩尔比为0.8～1.2：1，其中硝酸银与亚硫酸钠或柠檬酸钠反应时间为2～5h，反应温度为10～25℃。

作为优选，步骤(3)所述的氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯与银络合物质量比为0.5～5:1，反应温度为15～35℃。

本发明中将银与有机或无机络合物形成小分子再结合氧化石墨烯来增强其稳定性，并通过其缓释性来延长抗菌性能，提高了氧化石墨烯银系抗菌材料与其它助剂同浴时的稳定性，还降低了银抗菌材料的成本，控制络合银的成本，具有高效、无毒、环保的优点。

具体实施方式

实施例1

(1)氧化石墨烯水溶液的预制备：去氧化石墨烯粉末分散在去离子水中，经超声充分剥离得到氧化石墨烯分散液，控制氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯质量分数为0.05％，再向其中加入N-甲基吡咯烷酮，其用量与去离子水的体积比为0.5：1，然后经超声充分混合；

(2)银源与有机、无机络合物的初步络合：将硝酸银溶于水，再向其中加入亚硫酸钠，控制亚硫酸钠与硝酸银摩尔比为1.2：1，反应反应时间为2h，反应温度为10℃得到银络合物；

(3)将步骤(1)得到的氧化石墨烯水溶液与步骤(2)得到的银络合物混合，所述的氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯与银络合物质量比为0.5:1，反应温度为35℃，反应结束后，过滤出沉淀、水洗、干燥，即制得氧化石墨烯/银络合抗菌材料。

实施例2