[发明专利]一种介孔硅碳负载金属氧化物复合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种介孔硅碳负载金属氧化物复合物及其制备方法与应用，涉及一种复合物及其制备方法与应用。本发明介孔硅碳负载金属氧化物复合物制备原料包含原硅酸四乙酯、多巴胺盐酸盐和金属前驱体；所述金属前驱体为乙酸锌和乙酸铜中的至少一种。本发明采用一步法制备所述介孔硅碳负载金属氧化物复合物，以多巴胺修饰介孔二氧化硅，可有效分散纳米金属氧化物、提高金属氧化物负载量；同时，煅烧后，PDA转化为碳，可迅速转移金属氧化物光催化产生的光生电子，减少电子‑空穴对的复合，提高抑菌抗菌效率，并且能减少金属氧化物的用量，降低细胞毒性。

技术领域

本发明涉及一种复合物及其制备方法与应用，具体涉及一种介孔硅碳负载金属氧化物复合物及其制备方法与应用。

背景技术

随着抗生素的过度使用，细菌的耐药性也随之增强，继续使用先前有效浓度的抗生素杀菌，无法根除病菌。针对这一问题，现已开发出具有抗菌性的无机纳米粒子，如纳米银、纳米氧化锌和纳米氧化铜。但这类无机纳米粒子对哺乳动物细胞同样具有细胞毒性，不可使用过量；并且，由于纳米粒子表面能较大，容易发生团聚，导致真正发挥作用的成分较少。因此，选择合适的载体对其进行负载具有至关重要的作用：一方面可以降低团聚概率，使无机粒子均匀分布在载体表面，增大纳米粒子与病原体的接触面积，另一方面可以降低负载浓度，减小细胞毒性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种纳米金属氧化物可均匀分布并且使用时能降低细胞毒性的介孔硅碳负载金属氧化物复合物及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种介孔硅碳负载金属氧化物复合物，所述介孔硅碳负载金属氧化物复合物由载体和金属氧化物复合而成；所述载体为经有机改性剂改性的介孔二氧化硅，所述有机改性剂包含盐酸多巴胺；所述金属氧化物包含纳米氧化锌和纳米氧化铜中的至少一种。

纳米氧化锌和纳米氧化铜为纳米半导体材料，具有较好的光催化作用，相比于常规材料，其光生载流子更易扩散迁移到材料表面，所以具有更强的氧化还原能力；可通过表面接触或离子析出方式作用于细菌表面或进入细胞内与细胞核作用，对细菌进行氧化分解，达到抑菌效果。

介孔二氧化硅是无毒、生物相容并且具有可调的孔径的多孔材料。介孔二氧化硅的表面具有丰富的Si-OH，便于与其他基团反应，进行有机官能化改性。

聚多巴胺具有丰富的氨基和酚羟基，并且被公认是金属离子的有效配体。在弱碱和空气存在下，多巴胺可以自聚合为聚多巴胺，聚多巴胺在合成所述介孔硅碳负载金属氧化物复合物的过程中可以增加金属离子的负载量，提高介孔二氧化硅的利用率；另外，因其具有苯环和双键不饱和键，所以在烧结的过程中容易形成碳，由于碳的存在，纳米氧化锌和纳米氧化铜在光催化作用下产生的电子可快速转移，减少光催化后电子和空穴对的复合，提高光催化的效率。最终合成的产品具有良好的均一性，纳米粒子可均匀分散在载体上，团聚现象减少，纳米粒子的使用量也相应减少，使用时可降低细胞毒性。

本发明所述介孔硅碳负载金属氧化物复合物的制备原料包含去离子水、十六烷基三甲基溴化铵、原硅酸四乙酯、盐酸多巴胺、三乙醇胺、无水乙醇和金属前驱体；所述金属前驱体包含乙酸锌和乙酸铜中的至少一种。

优选地，所述介孔硅碳负载金属氧化物复合物中，相对于每100mL原硅酸四乙酯，盐酸多巴胺的添加量为25.7-30g，金属前驱体的添加量为127.5-137.7g。

同时，本发明还提供了一种所述介孔硅碳负载金属氧化物复合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将十六烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺和金属前驱体加入去离子水中搅拌，得到溶液A；

(2)待步骤(1)完成后，在溶液A中加入原硅酸四乙酯，继续搅拌，得到溶液B；

(3)待步骤(2)完成后，对溶液B进行离心处理，收集固体产物，清洗去除杂质，然后干燥；