[发明专利]一种载银含锌复合纳米球抗菌剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种载银含锌复合纳米球抗菌剂及其制备方法，其是将单分散的含锌复合纳米微球均匀分散于水中后，再缓慢滴加银盐水溶液进行反应，从而获得在非晶的含锌复合纳米微球上均匀镶嵌有立方相的银纳米颗粒的载银含锌复合纳米球抗菌剂。本发明的合成原料简单、方法简便、反应条件温和，所得产物的形貌均一、抗菌性能优异，且本发明的方法生产成本较低、适合产业化放大生产。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种载银含锌复合纳米球抗菌剂及其制备方法。

背景技术

近年来，由于细菌对抗生素耐药性的日益增强，细菌感染已经成为严重的公共卫生问题之一。开发高效、环保、低成本的抗菌材料成为迫切的需要。其中，无机贵金属材料银(Ag)具有抗菌作用强、毒副作用小和不易产生耐药菌株等特点，在无机抗菌剂中居于主导地位。然而，Ag纳米粒子在热力学上是不稳定的，极易团聚使其表面能最小化，从而导致其抗菌活性大幅度降低。因此，构建载银的复合纳米抗菌剂，将银纳米粒子进行固定或稳定，克服其聚集问题，提升其抗菌活性具有重要的科学意义与社会效益。众多含银的无机或者有机复合纳米结构，因其特殊的结构组成和增强的抗菌性能而被应用于抗菌领域，如Ag/石墨烯聚合物水凝胶、Ag@金属有机骨架@羧甲基化纤维、Ag/ZnO、Ag/MgO、Ag/TiO₂、Ag/CdS/ZnO等。

《危险材料杂志》(Journal of hazardous materials，2018年，第342卷，第392-400页)首次报道了以单宁酸-金属聚合物层(PTA)包覆的磁性四氧化三铁(Fe₃O₄)为模板，利用PTA的还原性，将Ag⁺离子原位还原成Ag单质，构建磁控可回收的Fe₃O₄@PTA@Ag复合抗菌剂。由于磁性的Fe₃O₄极易团聚，在其表面均匀包覆PTA具有一定的难度，且作为还原剂的PTA包覆不均匀将直接影响Ag的负载量与均匀分散性。所以，这种方法存在操作难度大，所得抗菌剂效果不稳定。

《美国化学会应用材料&界面》(ACS applied materials&interfaces，2018年，第10卷，第2期，第1792-1801页)报道了具有抗菌和催化效果的棒状介孔二氧化硅/聚多巴胺/银(SBA-15/PDA/Ag)纳米复合抗菌剂。其中，PDA能够在较为温和的条件下结合Ag⁺离子并将其还原成Ag单质，而自身的邻苯二酚和羟基被分别氧化成醌和羰基。这种管状SBA-15/PDA/Ag对以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和烟曲霉菌为代表的微生物生长有较长时间的抑制作用，显示了中孔复合纳米结构中Ag纳米粒子的缓控释放。但同样地，该方法涉及到PDA的包覆问题，步骤略显繁琐，且成本较高。

《应用催化B：环境》(Applied Catalysis B:Environmental，2018年，第224卷，第671-680页)报道了以等离子体氧化钼(MoO_3-x)纳米片负载Ag纳米棒，合成了近红外光(NIR)响应的MoO_3-x-Ag复合抗菌剂。首先，该复合抗菌剂具有良好的NIR光吸收和光热转换能力，对细菌有杀灭作用；其次，MoO_3-x中的NIR光诱导产生的热量向Ag纳米颗粒扩散，触发更多银释放，导致细菌细胞死亡；最后，在NIR光照射下，热电子和空穴在MoO_3-x-Ag的界面产生和分离，产生氧化细菌膜的活性物种。这种NIR光驱动光热效应、银释放和光催化反应的协同作用，使所设计的等离子体MoO_3-x-Ag展现出作为清洁微生物、改性水环境的抗菌剂的潜在应用价值。值得一提的是，该抗菌剂需要在外加光源的条件下使用，实际应用难度大、成本高，不利于推广生产。

综上所述，现有制备载银复合纳米抗菌剂的方法，存在技术过程复杂、步骤繁琐、实际应用难度大、成本高、材料质量不高等不足。

发明内容