[发明专利]一种基于牡蛎壳或鸡蛋壳模板的复合氧化锌纳米材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于牡蛎壳或鸡蛋壳模板的复合氧化锌纳米材料、其制备方法及应用，属于纳米材料技术领域。该复合氧化锌纳米材料是以废弃的海蛎壳或鸡蛋壳作为模板，通过锌离子吸附，高温煅烧将纳米氧化锌粒子负载到海蛎壳或鸡蛋壳表面，从而制得。该纳米材料的制备包括以下步骤：牡蛎壳或鸡蛋壳预处理；制备载体牡蛎壳或鸡蛋壳；锌离子吸附；牡蛎壳或鸡蛋壳负载的复合氧化锌纳米材料的制备。该复合氧化锌纳米材料对大肠杆菌及金葡菌有良好的抗菌性能。其制备过程简单易行，材料来源丰富。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种基于牡蛎壳或鸡蛋壳模板的复合氧化锌纳米材料、其制备方法及应用。

背景技术

大肠杆菌和金黄色葡萄球菌是我们日常生活中最容易感染的细菌，严重影响了人类的健康。其中，大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种革兰氏阴性细菌；金黄色葡萄球菌是一种常见于皮肤表面及上呼吸道黏膜的革兰氏阳性细菌。如今，抗生素作为一种药物可以有效地抑制细菌的增长，然而由于抗生素的过度使用以及不恰当的处理，导致细菌进化出现了耐药性，而研制一款新的抗生药物需要很长的周期。纳米复合材料是公认的具有医学和生物学应用前景的一类材料，具有抗微生物活性效果的纳米复合材料越来越多地用于抗生素或添加剂的替代品中。

本发明选用的绿色载体——牡蛎壳及鸡蛋壳通常不经过任何预处理就弃置在垃圾填埋场中，它是废弃的纯天然材料。近年来，牡蛎壳及鸡蛋壳作为附加值产品的应用已经进行了大量的研究，它们的化学组成基本相似，牡蛎壳的主要成分为95%的碳酸钙和少量的壳质素；蛋壳内碳酸钙含量丰富，并具有特有的孔隙结构。

本发明中，我们利用牡蛎壳及鸡蛋壳废弃物作为生物模板，制备了基于牡蛎壳及鸡蛋壳模板的复合氧化锌纳米材料；该纳米复合材料对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌菌具有很好的抑制作用，是一种有效的抗菌剂。该纳米材料的制备方法具有材料来源丰富、制备简单、绿色环保等优点。

发明内容

本发明针对常见细菌的耐药性不断增强，而研发新的抗生药物需要很长的周期且工艺成本高，操作繁杂，效率低等问题，提供了一种具有良好抗菌效果的基于牡蛎壳及鸡蛋壳模板的复合氧化锌纳米材料、其制备方法及应用。本发明的复合纳米材料变废为宝，以牡蛎壳及鸡蛋壳废弃物为原料；采用牡蛎壳及鸡蛋壳与相应金属离子溶液混合后煅烧，利用简单的离子结合并氧化的方法制备而成。该复合氧化锌纳米材料对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌菌具有很好的抑制作用，是一种有效的抗菌剂。其制备过程简单易行，原料来源丰富，绿色环保。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于牡蛎壳及鸡蛋壳模板的复合氧化锌纳米材料是以牡蛎壳及鸡蛋壳为载体，吸附锌离子，然后再高温氧化生成氧化锌纳米颗粒所得。

一种基于牡蛎壳或鸡蛋壳模板的氧化锌纳米材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）牡蛎壳或鸡蛋壳预处理：收集废弃牡蛎壳或鸡蛋壳，将牡蛎壳或鸡蛋壳用去离子水反复洗涤，在室温条件下清水浸泡1～3个小时，自然晾干，备用；

（2）载体牡蛎壳或鸡蛋壳的制备：将步骤（1）中处理的牡蛎壳或鸡蛋壳用粉碎机打碎，过筛，取一定量过筛的牡蛎壳或鸡蛋壳粉末浸泡在NaOH溶液中处理10～30 min，然后用去离子水洗涤3～5遍后，烘干，得载体牡蛎壳或鸡蛋壳；

（3）锌离子吸附：将步骤（2）所得载体牡蛎壳或鸡蛋壳，浸入硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O)溶液，室温下磁力搅拌6-24 h，将锌离子吸附至牡蛎壳或鸡蛋壳载体上；

（4）锌离子氧化生成氧化锌纳米颗粒：将上述步骤（3）中的反应液抽真空取上部固体粉末，烘干后装入坩埚，放入马弗炉高温煅烧将锌离子氧化生成氧化锌纳米颗粒，即得基于牡蛎壳或鸡蛋壳模板的氧化锌纳米材料。