一种提高银纳米粒子负载稳定性的复合纤维膜制备方法与流程

本发明涉及材料技术领域，具体为一种提高银纳米粒子负载稳定性的复合纤维膜制备方法。

背景技术：

银是一种有效的抗菌剂，纳米银,是利用前沿纳米技术将银纳米化,银,在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃，极少的纳米银可产生强大的杀菌作用，纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶(-sh)结合,使菌体窒息而死的独特作用机制,可杀死与其接触的大多数细菌、真菌、霉菌、孢子等微生物，据研究统计,少量纳米银可在数分钟内杀死650多种细菌,广谱杀菌且无任何的耐药性，能够促进伤口的愈合、细胞的生长及受损细胞的修复,无任何毒性反应，对皮肤也未发现任何刺激反应，所以纳米银被誉为是最新一代的天然抗菌剂；

近年来，纳米银复合纤维膜材料在催化、抑菌、消毒等领域得到了广泛的应用，但是由于传统方法制备的材料在实际应用过程中存在银粒子的团聚和脱落率较高等缺点，限制了银纳米复合材料的应用，。

技术实现要素：

本发明提供一种提高银纳米粒子负载稳定性的复合纤维膜制备方法，可以有效解决上述背景技术中提出由于传统方法制备的材料在实际应用过程中存在银粒子的团聚和脱落率较高等缺点，限制了银纳米复合材料的应用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高银纳米粒子负载稳定性的复合纤维膜制备方法，包括如下步骤：

s1、制备巯基功能化氧化石墨烯；

s2、利用静电纺丝技术制备掺杂巯基功能化氧化石墨烯的pan纳米纤维膜；

s3、将掺杂巯基功能化氧化石墨烯的pan纳米纤维膜浸渍在纳米银胶体溶液中得到表面负载纳米银粒子的复合纤维膜。

根据上述技术方案，所述步骤s1中膜制备过程中掺杂了巯基化石墨烯作为纳米银的稳定基质，所述巯基化石墨烯利用成肽反应引入巯基官能团获得。

根据上述技术方案，所述成肽反应制备方法：将盐酸半胱胺，失水剂n，n-二环己基碳二亚胺和催化剂4-二甲氨基吡啶加入到氧化石墨烯的分散液中，室温下搅拌反应制得。

根据上述技术方案，所述盐酸半胱胺与n,n-二环己基碳二亚胺的摩尔比为：1:5～1:7；

所述盐酸半胱胺与4-二甲氨基吡啶的摩尔比为：1:1～3:1；

混合液搅拌速度为200rpm，反应时间为3～5h。

根据上述技术方案，所述步骤s2中掺杂巯基功能化氧化石墨烯的pan纳米纤维膜的制备：将pan和巯基化氧化石墨烯分散于n,n-二甲基甲酰胺中，并进行静电纺丝；

所述pan在前驱液中所占的质量分数为8％～12％，巯基化氧化石墨烯的质量分数为1％～2％。

根据上述技术方案，所述静电纺丝的电压为20～25kv,接受距离为15～20cm，针头内径为0.6～1.2mm，推柱速度为0.6-0.8ml/h。

根据上述技术方案，一种如上述的制备方法制备得到的稳定负载纳米银粒子的薄膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：

1、本发明制备工艺简单，所需仪器设备简易，制备要求的工艺环境为常温常压。

2、纳米银和巯基之间存在较强的结合力，静电纺丝技术制备的纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、轴向强度高、均一性好、形貌可控的特点，本方法利用聚丙烯腈混合巯基化氧化石墨烯通过静电纺丝的方式制备出分散均匀、负载稳定的纳米银复合纤维膜材料；

聚丙烯腈是目前应用最广泛的聚合物之一，具有耐腐蚀、耐磨损、热稳定性和机械稳定性好、抗拉强度高优点；

氧化石墨烯以其长期稳定性、易分散性、易与反应物接触、与活性中心良好的电接触等优异的性能受到越来越多的关注，成为金属纳米粒子的良好基底材料。

2、本方法制备的纳米纤维膜材料与原位还原和后续复合的方法制备的膜材料在不同的ph、温度、搅拌速度下对比了纳米银脱落率情况，数据显示本方法制备的膜材料的脱落率较前两者传统方法合成的材料脱落率降低60.81％。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例1中制备得到的agnps@pan/go-sh纳米纤维膜sem图；

图2为本发明实施例2中原位还原法制备得到的agnps@pan纳米纤维膜sem图；

图3为本发明实施例3中紫外还原法制备得到的agnps@pan纳米纤维膜sem图；

图4为本发明三种方法制备得到的膜材料的银脱落率随ph变化的趋势图；

图5为本发明三种方法制备得到的膜材料的银脱落率随温度变化的趋势图；

图6为本发明三种方法制备得到的膜材料的银脱落率随搅拌速度变化的趋势图；

图7为本发明三种方法制备得到的膜材料纳米银脱落率平均值对比。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1、4-6所示，本发明提供技术方案，巯基功能化氧化石墨烯的制备：在10mldmf中加入0.1gpan，磁力搅拌30min至pan溶解，超声分散0.02g氧化石墨烯，超声时间为30min；

加入0.0224g半胱胺盐酸盐，使其超声溶解，加入0.0012gdmap，溶解后最后加入0.0398gdcc，在室温下低速磁力搅拌进行酯化反应4h；

根据上述技术方案，dmf为无水状态，超声分散中通过玻璃棒搅拌，且在冰浴状态下进行操作。

根据上述技术方案，dmap比例为nch/ndmap＝2:1，dcc比例为nch/ndcc＝1:6.18。

反应完成后对液体进行抽滤，依次用dmf、甲醇、乙醇、去离子水洗滤出物2-3次，将过滤得到的巯基改性石墨烯于50℃下真空干燥。

pan/go-sh的制备：在10gdmf中分散0.1gpan,称量经预处理后的go0.01g，低温冰浴超声30min，加入0.9gpan磁力搅拌24h；

静电纺丝参数控制如下：注射器推速保持0.74ml/h进料量，针头至收集极距离为18cm，电压21kv，不锈钢针头内径0.9mm，环境温度和相对湿度分别为25±2℃和40±5％，纺丝结束后，超纯水洗纤维膜2-3次，室温下干燥。

agnps@pan/go-sh的制备：将膜剪成20*20mm²，避光密封浸泡在纳米银胶体中24h，去离子水洗膜材料2-3次后于60℃下真空干燥6h。

针对稳定负载银纳米粒子的agnps@pan/go-sh纳米纤维膜进行表征如图1。

将上述20*20mm2膜材料于不同ph、温度、搅拌速度下进行稳定性实验，脱落率分别为：25％、24％、29％。

本例中的膜材料与另外两种合成方法制备的膜材料比对结果如附图4～6。

实施例2：如图2所示，原位还原法agnps@pan的制备：首先在10gdmf中磁力搅拌分散0.1gpvp，加入0.02gagno3，将混合液置于60℃油浴锅中磁力搅拌6h，之后向得到的橙黄色溶液中加入1gpan(10wt％)，室温下磁力搅拌24h，获得均一稳定的前驱液；

静电纺丝参数控制如下：注射器推速保持0.48ml/h进料量，针头至收集极距离为20cm，电压21kv，不锈钢针头内径0.6mm，环境温度和相对湿度分别为25±2℃和40±5％，在真空干燥箱中于60℃干燥6h。

针对原位还原法制备的agnps@pan纳米纤维膜进行表征如图2。

将上述20*20mm2膜材料于不同ph、温度、搅拌速度下进行稳定性实验，脱落率分别为：60％、74％、67％。

本例中的膜材料与另外两种合成方法制备的膜材料比对结果如图4～6。

实施例3：紫外还原法agnps@pan的制备：在10gdmf中分散1gpan，磁力搅拌24h，得到浓度为10wt％的均相的pan溶液；

静电纺丝参数控制如下：注射器推速保持0.72ml/h进料量，针头至收集极距离为18cm，电压21kv，不锈钢针头内径0.67mm，环境温度和相对湿度分别为25±2℃和40±5％。

纺丝结束后，将膜剪成20*20mm2，于agno3(2wt％)溶液中浸泡24h，取出后用超纯水清洗2-3次，置于冷冻干燥机干燥24h。干燥结束后将膜取出，平铺在无菌黑色塑料袋上，通过uv灭菌灯照射还原。最后将膜清洗2-3次，在真空干燥箱中于60℃干燥6h。

针对紫外还原法制备的agnps@pan纳米纤维膜进行表征如图3。

将上述20*20mm2膜材料于不同ph、温度、搅拌速度下进行稳定性实验，脱落率分别为：57％、80％、63％。本例中的膜材料与另外两种合成方法制备的膜材料比对结果如图4～6。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除