[发明专利]一种纳米金属硼化物复合材料的制备方法

说明书

本发明属于新材料领域，公开了一种纳米金属硼化物复合材料的制备方法，通过表面活性剂辅助超声剥离块体金属硼化物，获得纳米片并对其表面改性，再将具有光动力抗菌功能的吲哚菁绿装载到材料表面而获得具有多效协同抗菌功能的金属硼化物纳米复合材料，并利用静电纺丝技术与高聚物共纺制备成复合纤维膜。材料制备过程绿色环保，操作简单易行，制备的复合材料和复合纤维膜具有广谱抗菌、持久性、不产生耐药性等特点，可用于抗菌喷剂、防护涂层、医用敷料等领域。

技术领域

本发明属于新材料领域，涉及到一种纳米金属硼化物复合材料的制备方法。

背景技术

细菌感染威胁着人类健康，不但会引起皮肤和软组织感染，诱发炎症性疾病，而且伤口长时间得不到愈合常会引起其他病变，出现败血症等并发症。随着抗生素的广泛使用，细菌耐药性已成为威胁全球人类及动物安全的重大问题，特别是“超级耐药菌”的出现极大地削弱了抗生素的治疗效果，开发新型广谱抗菌材料势在必行。相比较抗生素抗菌，无机纳米材料凭借着独特的结构、较大的比表面积、稳定的物化性质和优异的光热转换效率等可用于抗菌载药材料，可以通过释放抗菌组分、生成ROS、中断物质或能量传递、抑制酶活性等多种方式发挥其抗菌作用，使细菌不易产生耐药性，为治疗细菌引起的伤口愈合和感染性疾病提供了全新的策略。

金属硼化物是过渡金属与硼生成的硬质化合物，在阻燃、耐热、高硬、高强、催化、超导等领域展现了广阔的应用。金属硼化物具有类似于石墨的硼原子层状结构、以及硼原子和金属原子间M～B键，这使得该类化合物具有一定的导电性和光热转换能力；同时由于有硼元素的存在，可能赋予其更大的生物活性和相容性，还可以参与人体代谢、调节人体激素以及具有一定的抗炎作用。但是目前还缺少简便的制备纳米金属硼化物的方法，传统高温合成、硼热化学法、熔融电解法和碳热法制备的硼化物粉体尺寸大、分散性差、易发生聚集沉降，且单一金属硼化物抗菌活性不高，很难满足实际抗菌领域的要求。

发明内容

针对纳米金属硼化物制备困难、易团聚、单一抗菌性能不高以及粉体应用局限性等问题，本发明的目的是提供一种纳米金属硼化物复合材料的制备方法，通过表面活性剂辅助超声剥离块体金属硼化物，获得纳米片并对其表面改性，将具有光动力抗菌功能的吲哚菁绿装载到材料表面而获得具有优异多效协同抗菌功能的金属硼化物纳米复合材料，并利用静电纺丝技术与高聚物共纺制备成伤口敷料。

本发明的技术方案为：

一种纳米金属硼化物复合材料的制备方法，步骤如下：

步骤1，将金属硼化物用液氮冷冻后分散在有机溶剂中，加入表面活性剂，通过超声辅助在0～20℃温度条件下剥离、离心分离、无水乙醇和去离子水洗涤、干燥得到金属硼化物纳米片；其中，表面活性剂与金属硼化物的质量比为1：20～1：1，超声功率为200～800w，时间为1～5h；

步骤2，将步骤1得到的金属硼化物纳米片加入含有改性剂的水溶液中，在恒温水浴条件下混合搅拌，洗涤、干燥后制得改性修饰的金属硼化物纳米片；其中，改性剂的浓度为5～20mg/mL，改性剂与金属硼化物的质量比为2：1～25：1，搅拌时间6～24h，反应温度为20～50℃；

步骤3，将步骤2得到的改性修饰的金属硼化物纳米片与吲哚菁绿溶液混合，高速搅拌0.5～2h，然后在0～35℃下水浴中避光低速搅拌自组装反应，待反应完全后离心、洗涤、干燥，得到纳米金属硼化物复合粉体材料；其中，高速为600～1000rpm，低速为100～300rpm；

步骤4，将步骤3中得到的纳米金属硼化物复合粉体材料分散在含有纺丝助剂的溶液中，加入有机高聚物溶液，共混搅拌均匀制备静电纺丝液；采用静电纺丝技术进行纺丝，用接收器收集获得纳米金属硼化物复合材料；其中，搅拌时间为3～24h；静电纺丝温度为10～30℃；电压为13～22kV；进样速度为0.5～3.5mL/h；接收器距离为5～25cm，转速为50～150rpm。

步骤1中液氮冷冻时间为0.5～12h。