[发明专利]一种硝基化氧化石墨烯的制备方法

说明书

本发明公开了一种硝基化氧化石墨烯的制备方法，是将氧化石墨烯加入去离子水中，得到浓度为1~3mg/mL的氧化石墨烯分散液，然后加入浓硝酸搅拌混合均匀，于120~180℃水热反应10~20h，反应结束后，水浴加热蒸干，得到棕黄色粉末即为硝基化氧化石墨烯NGO。该硝基化氧化石墨烯制备方法简单，水分散性能好，氧化程度高，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌性能显著提升，细胞相容性好，可作为一种新型高效的抗菌材料用作生物医学等领域。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种硝基化氧化石墨烯的制备方法。

背景技术

病原菌是人类健康最大的威胁之一，每年可导致数百万人感染。从1928年青霉素被发现以来，氯霉素、红霉素、链霉素等各种抗生素先后被发现并在医学上用于治疗由各种细菌引起的感染。然而，随着抗生素的大面积使用，细菌会逐渐改变自身的生理或代谢途径以对抗抗生素的作用而最终进化成耐药菌。如今，随着各类抗生素的不断问世、滥用以及长期使用，各种细菌尤其是动物病原菌的耐药性能也不断增强，甚至出现能够抵抗多种抗生素的多重耐药菌，严重威胁人类健康，增加医疗成本和患者死亡率。目前，在全球每年大约有70万人死于耐药菌感染，预计到2050年，全世界每年死于耐药菌感染的人数将超过1000万人，远远超过癌症死亡人数。因此，克服抗生素耐药性缺点，研发新的非抗生素类抗菌材料，解决细菌耐药性问题刻不容缓。一些常用的如含碘或含氯抗菌剂，虽然有很强的杀菌效率还能够有效克服细菌耐药机制，但在实际应用过程存在皮肤过敏、代谢紊乱等毒副作用，这就使它们不适合用于人体伤口感染的治疗。壳聚糖、海藻酸钠等天然抗菌剂具有安全、环保等优势，但是其热稳定性及抗菌时效性差，制约了其大范围应用。

近年来，金、银、锌、铜等无机金属类抗菌剂和以石墨烯为代表的无机纳米抗菌材料由于其特有的锋利边缘和较大的比表面积，在抗菌方面具有杀菌效率好、用量少、热稳定性强、抗菌时间持久、生物安全性高、不易产生耐药性诸多优势，从而在生物、医疗、建筑、环保、服装、医疗器械等领域有着巨大的应用潜力。

虽然研究者对石墨烯的抗菌性能做了大量研究，但研究结果存在很多争议。部分研究者认为石墨烯的抗菌活性很弱，还有人认为石墨烯不但不具备抗菌活性，反还可以改善细菌附着而促进细菌生物膜的形成和增殖。因此，充分利用对其进行功能化修饰，使其具备良好的亲水性，同时也可以有效提升其抗菌性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种分散性能好、抗菌能力强的硝基化氧化石墨烯的制备方法。

一、硝基化氧化石墨烯的制备

本发明硝基化氧化石墨烯的制备方法，是将氧化石墨烯（GO）加入去离子水中，得到浓度为1~3mg/mL的氧化石墨烯分散液，加入浓硝酸搅拌混合均匀，于120~180℃水热反应10~20h，反应结束后，水浴加热蒸干，得到棕黄色粉末即为硝基化氧化石墨烯NGO。其中，所述氧化石墨烯由传统的Hummers法制备；氧化石墨烯分散液与浓硝酸的体积比为2:1~9:1；浓硝酸的质量浓度不小于65%；搅拌时间为10~30min；水浴温度为60~80℃。

二、NGO的结构表征

1. FTIR分析