[发明专利]一种氧化锌-金属有机框架复合抗菌材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化锌‑金属有机框架复合抗菌材料的制备方法，采用生物性良好且易制备的镧系MOFs作为骨架材料；MOFs‑Ln采用亚硫基二乙酸（TDA）与镧系硝酸盐制备。通过两步剥离，可MOFs‑Ln粒径大小和孔隙率，得到不同尺寸的MOFs结构；随后，后采用原位生长的方式，利用硝酸锌、氢氧化钠及氯化钠在MOFs‑Ln表面及孔隙内生长ZnO NPs，即可得到具备良好抗菌性能的ZnO NPs@MOFs‑Ln材料。本发明通过改变TDA及镧系硝酸盐含量和反应时间，以及剥离方式，可以调控MOFs‑Ln的形貌和粒径，从而影响后续ZnO NP生长的尺寸，限制生成高抗菌活性的纳米级ZnO颗粒；实现高效抗菌作用。

技术领域

本发明涉及一种新型抗菌材料的制备和应用。具体涉及一种氧化锌-金属有机框架复合抗菌材料的制备方法。本发明属于纳米抗菌材料领域。

背景技术

致病微生物广泛分布于自然界中，其过量的生长、繁殖和变异，将严重影响人类的健康和寿命。特别地，在纺织品、食品包装、医用材料等与人生活息息相关的领域对抗菌材料的需求日益提高，因此急需研发新型的抗菌性能广、杀菌性能高的抗菌材料。

目前常用的抗菌材料主要有：银基抗菌材料（中国专利：一种纳米银抗菌材料及其制备方法，公开号：CN106009067A。）；抗体（中国专利：一种抗菌材料及其制备与应用，公开号：CN105381460A。）；共聚物（一种塑料抗菌材料的制备方法，公开号：CN108003387A。）；氧化锌（中国专利：一种表面具有抗菌性纳米银/氧化锌复合水凝胶敷料的制备方法，公开号：CN106492266A。）；氧化铜（中国专利：氧化铜-铂纳米复合体在抗菌方面的应用，公开号：CN106619712。）等。

其中ZnO NPs具有良好抗菌性和生物相容性。ZnO NPs在光照条件下会产生光电子和空穴，可接触空气和水分中生成具有抑菌活性的·O^2-、·OH^-和H₂O₂等物质。然而ZnO NPs由于较高比表面能和较强的表面极性，自身极易发生团聚，从而影响其抗菌性能。金属有机框架（MOFs）是一类由无机金属中心（金属离子或金属簇）与有机配体通过自组装相互连接而形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs材料具备较大的比表面积、较好的生物相容性、稳定的化学和物理性能、及可生物降解的优点。采用MOFs负载ZnO NPs可以解决ZnO NPs的自发团聚，形成稳定的抗菌材料，从而有效发挥ZnO NPs的抗菌性能，具有较高的研究意义和应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种氧化锌-金属有机框架复合抗菌材料的制备方法。纳米氧化锌（ZnO NPs）原位生长于镧系金属有机框架（MOFs-Ln）的表面、骨架及孔道中，形成一种新型荧光ZnO NPs@ MOF-La复合抗菌材料。

本发明目的通过以下方案实现：一种氧化锌-金属有机框架复合抗菌材料的制备方法，其特征在于采用生物性良好且易制备的镧系MOFs作为骨架材料；MOFs-Ln采用亚硫基二乙酸（TDA）与镧系硝酸盐制备。通过两步剥离，可MOFs-Ln粒径大小和孔隙率，得到不同尺寸的MOFs结构；随后，后采用原位生长的方式，利用硝酸锌、氢氧化钠及氯化钠在MOFs-Ln表面及孔隙内生长ZnO NPs，即可得到具备良好抗菌性能的ZnO NPs@ MOFs-Ln材料，包括以下步骤：

（1）MOFs-Ln制备：

1）合成：取0.4~1.2 mmol亚硫基二乙酸（TDA）与0.2~0.6 mmol镧系硝酸盐溶解于40 mL60~ 90 mM氢氧化钠（Na OH）溶液中，混合均匀后，转移至50 mL反应釜内，120~160 ℃反应20~24 h。反应结束后，滤去上清液，沉淀采用无水乙醇（CH₃CH₂-OH）清洗三次，60 ℃烘干待用；