[发明专利]石墨烯复合抗菌母粒及其制备方法

说明书

本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯复合抗菌母粒及其制备方法。针对现有制备石墨烯抗菌微粒的方法存在污染严重、抗菌效果不好等问题，本发明提供了一种石墨烯与树脂复合的抗菌母粒的制备方法，包括以下步骤：a、将乙酸铜溶于丙二醇溶液制备得到纳米氧化亚铜粉末；b、将硬脂酸溶解后，搅拌条件下加入葡萄糖，再滴加乙酸银溶液，制得纳米银溶胶，再制备得到石墨烯复合抗菌剂；c、加入树脂母粒、石墨烯复合抗菌剂、高碳烷烃混合，制备得到铜银‑石墨烯复合抗菌母粒。本发明减少了还原剂的使用量，同时避免了有毒气体NO2的产生，还能保证制备得到的纳米粒在9纳米以下，抗菌效果更好，应用领域广泛，具有很好的实用价值。

技术领域

本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯与树脂复合的抗菌母粒及其制备方法。

背景技术

抗菌剂的抗菌作用在于使微生物细胞相关的生理、生化反应和代谢活动受到干扰及破坏，从而杀死或抑制微生物的生长繁殖。不同的抗菌剂抗菌作用机理不同，同一种抗菌剂在不同的环境条件下，甚至也可能呈现不同的抗菌作用机理。

塑料用抗菌剂的抗菌作用常由其包含的金属离子发挥，而金属离子与微生物细胞的接触反应机理如下，金属离子带有正电荷，当微量金属离子接触到微生物的细胞膜时，与带负电荷的细胞膜发生库仑吸引，使两者牢固结合，金属离子穿透细胞膜进入细菌细胞内，与细菌体内蛋白质上的巯基、氨基等发生反应。细胞蛋白质活性中心的结构被破坏，造成微生物死亡或丧失分裂增殖能力。金属离子杀灭和抑制细菌的活性按下列顺序递减：Ag+Hg2+Cu2+Cd2+Cr3+Ni2+Pb2+Co4+Zn2+Fe3+。Ag+处于第一位是因为它除了其他金属离子所具有的络合反应外，还具有很强的氧化还原反应活性(±0.798eV，25℃)，通过氧化还原反应可达到其结构稳定状态，所以Ag+的抗菌作用是最强的，此外，Cu2+的抗菌作用也较强。

银用作抗菌剂通常是以纳米银抗菌剂的方式，但其制备存在很多问题，主要有：第一，难以保证制备的银粒子为纳米级别；第二，制备的银粒子由于热力学不稳定而发生团聚，影响其抗菌效果，或者所选用的分散剂效果不佳，影响后续的加工和应用；第三，以硝酸银作银源，在制备过程中会产生有毒气体二氧化氮，污染空气；第四，单靠纳米银发挥抗菌作用，成本较高。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯因为其在水中具有优越的分散性，长久以来被视为亲水性物质，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。

现有研究中发现，石墨烯也具有一定的抗菌性能。若是将银和石墨烯一起制备抗菌材料，会比单独的银抗菌效果更好。

专利CN110841890A公开了一种有石墨烯～PVP混合涂层保护的银纳米结构的制备方法。该方法以PVP作分散剂，以乙二醇和AgNO3分别为还原剂和氧化剂制备纳米银粒子，再将石墨烯转移到银纳米结构表面形成石墨烯～PVP混合涂层，由此抑制银纳米材料氧化，拓宽其在应用场景。但该方法也存在一些缺陷，使用PVP作分散剂，分散效果不佳，且PVP含有的内酰胺基对银纳米粒子亲和力极强，包覆于银表面后将影响银纳米粒子与外界的接触，从而影响其抗菌性能的发挥。其次，以硝酸银作为氧化剂将生成有毒气体NO2，污染大气。

由此可见，现有制备石墨烯/银纳米微粒的方法还存在污染严重、抗菌效果不好等多种问题，有待进一步完善。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现有制备石墨烯抗菌微粒的方法存在污染严重、抗菌效果不好等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供了一种石墨烯与树脂复合的抗菌母粒的制备方法。该方法包括以下步骤：