磁性多孔钠米银抗菌材料、其制备方法及用图_3

文档序号:9356618阅读:来源:国知局
用时,可以将终浓度为0. l-10g/L本发明的磁性多孔纳米银抗菌材料直接与 待除菌的目标物相互作用,或将磁性多孔纳米抗菌材料与吸附材料如硅胶、分子筛、蒙脱土 等按一定比例配置,通过沉淀法或胶粘法负载后,再与待除菌目标物反应。
[0077] 发明的有益效果
[0078] 本发明提供了 一种简便快捷的磁性多孔纳米银抗菌材料及其制备方法,利用该方 法制备的磁性多孔纳米银既保留了纳米银的抗菌能力,同时含有微量的磁性元素,使该材 料便于回收利用,降低了成本,适合大规模生产及使用。
【附图说明】
[0079] 图1磁性多孔纳米银抗菌颗粒材料的透射电镜图。
【具体实施方式】
[0080] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会 理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为 可以通过市购获得的常规产品。
[0081] 以下各实施例中,平均颗粒直径分析采用透射电镜(TEM)观测(分析300个颗 粒的直径取平均值作为颗粒的粒径);孔隙率与比表面积均采用BET(Brunauer Emmett Teller Procedure,布鲁纳尔-埃梅特-泰勒过程)分析(比表面仪购自北京金埃谱科技 有限公司,型号V-Srob2800P)。Ag、磁性元素以及残留下的可被腐蚀组分的含量的测量方法 为浓硝酸酸解后用原子吸收光谱仪分析(AAS) (contrAA@700)。
[0082] 实施例1磁性多孔纳米银的制备
[0083] 含有10%铁,65%铝和25%银的纳米合金颗粒的制备方法为:以铁粉,铝粉和银 粉(购于北京高德威公司,平均粒径为300目)为原料按上述重量比混合,熔融后过热50°C 后经过高压水雾并干燥后得粒径为0. 6-5. 8 y m的上述三元合金颗粒,将此粉末加入高能 球磨罐(SPEX8000M单研磨罐高能球磨机)中,球料比为25:1~50:1,氩气保护下密封,球 磨48小时后,获得平均粒径为800nm的三元合金粉末(参见王衍行,et al.,高Nb-TiAl 合金粉的制备及其特性.航空材料学报,2007. 27 (5) :p. 34-39.)。
[0084] 取上述制备的含有10%铁,65%铝和25%银的纳米合金粉末(直径为800nm)5g 投加到150mL、2摩尔/升的NaOH溶液(置于250mL容量的烧瓶)中搅动浸蚀1个小时(室 温下);反应后,摇动烧瓶,使得沉积到烧瓶底部的颗粒悬浮,然后将悬浮液倒入铺有滤纸 的漏斗中过滤,用去离子水冲洗过滤所得的固体颗粒,直到清洗液的pH为7. 5左右,得到磁 性多孔纳米银颗粒。经透射电镜(TEM)(荷兰Philips公司,型号:Tecnail2)分析发现此 磁性多孔纳米银的孔隙率为57. 3%,比表面积为239. 5m2/g(BET分析)。经原子吸收光谱 (AAS)分析发现此磁性多孔纳米银中银的含量为63. 5%,铁的含量为28. 2%,铝的含量为 8. 3%〇
[0085] 实施例2磁性多孔纳米银对表皮葡萄球菌的杀毒效果
[0086] 将5g含银和铁分别为30 %和70%的合金纳米粉末(平均颗粒粒径为675nm)(制 备方法参照实施例1)投加到750mL浓度为2mol/L的盐酸溶液中,在搅拌作用下反应lOmin 后,摇动烧瓶,使得沉积到烧瓶底部的颗粒悬浮,然后将悬浮液倒入铺有滤纸的漏斗中过 滤,用去离子水冲洗过滤所得的固体颗粒,直到清洗液的pH为6. 5左右,干燥得磁性多孔纳 米银粉末。通过此实验所得多孔纳米银的比表面积为218m2/g,孔隙率56.5%。经AAS分 析发现此磁性多孔纳米银颗粒中银的含量为68. 1%,铁的含量为31. 9%。
[0087] 通过将多孔纳米银与含有表皮葡萄球菌(Staphylococcusaureus,ATCC14990)的 营养溶液(LB溶菌肉汤营养液)一起在37°C孵育,检测本发明的多孔纳米银的抗微生物活 性。
[0088] 用光度计调节微生物量至5X10s个菌落单位(CFU)/mL(表皮葡萄球菌在457nm的 0D值为0. 47)。通过在琼脂平板上系列稀释平行地检测CFU/mL,确认通过光度法测定的微 生物数量。
[0089] 将0. 5g磁性多孔纳米银放入lmL含有5X10SCFU上述微生物(在生理盐水溶液 中)的悬浮液中,以260rpm的摇速在37°C温度下培育50小时,在培育开始时以及培育6、 12、18、24、36和48小时后,分别取样2iiL涂布到琼脂平板上。将平板在37°C孵育24小时, 随后通过计数菌落确定琼脂平板上的微生物量。
[0090] 所有实验均重复3次。表1中给出了每个时间段样品中表皮葡萄球菌ATCC14990 的菌落数的平均值,其中对照组未加入磁性多孔纳米银。
[0091] 表1每个时间段样品中表皮葡萄球菌ATCC14990的菌落数
[0092]
[0093]实施例3负载在活性碳上的磁性多孔纳米银对大肠杆菌的杀毒效果[0094]将3g含银为28 %,含硅为62 %,含铁为10 %的Ag/Si/Fe合金纳米粉末(平均颗 粒粒径为664nm)(制备方法参照实施例1)投加到100mL浓度为4mol/L的NaOH溶液中, 在磁力搅拌作用下反应50min后,摇动烧瓶,使得沉积到烧瓶底部的颗粒悬浮,然后将悬浮 液倒入铺有滤纸的漏斗中过滤,用去离子水冲洗过滤所得的固体颗粒,直到清洗液的pH为 7. 5左右,干燥得多孔纳米银粉末。通过此实验所得多孔纳米银的比表面积为191. 4m2/g, 孔隙率为53. 7%。经AAS分析发现此磁性多孔纳米银颗粒中最终银的含量为57. 8%,硅的 含量为21. 5%,铁的含量为20. 7%。
[0095] 将lg此多孔纳米银粉末在超声作用下均匀悬浮于20mL去离子水中,然后向此悬 浮液中添加5g粒径为2ym的活性碳(北京海畅清活性炭厂),在搅拌作用下混合2小时, 过滤,干燥得负载在活性碳上的多孔纳米银抗菌材料,Ag的含量为0. 085g/g抗菌材料。
[0096] 通过将多孔纳米银与含有大肠杆菌(E.coli)的大豆汤营养溶液一起在37°C孵 育,检测本发明的负载在活性碳上的多孔纳米银的抗微生物活性。
[0097] 用光度计调节微生物量至8X10s个菌落单位(CFU)/mL(大肠杆菌在475nm的0D 值为0. 94)。通过在琼脂平板上系列稀释平行检测CFU/mL,确认通过光度法测定的微生物 数量。
[0098] 将2g上述负载了多孔纳米银的活性碳放入lmL含有8X10SCFU上述微生物(在 生理盐水溶液中)的悬浮液中,以200rpm的摇速在37°C温度下培育50小时,在培育开始时 以及培育6、12、18、24、36和48小时后,分别取样2uL涂布到琼脂平板上。将平板在37°C孵 育24小时,随后通过计数菌落确定琼脂平板上的微生物量。
[0099] 所有实验均重复3次。表2中给出了每个时间段样品中表大肠杆菌的菌落数的平 均值,其中对照组未加入磁性多孔纳米银。
[0100] 表2每个时间段样品中表皮葡萄球菌ATCC14990的菌落数
[0101]
[0102] 实施例4负载在活性碳纤维上的磁性多孔纳米银对绿脓假单胞菌的杀毒效果
[0103] 通过将多孔纳米银与含有绿脓假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)的大豆汤营 养溶液一起在37°C孵育,检测本发明的负载在活性碳纤维上的多孔纳米银的抗微生物活 性。
[0104] 将3g含银为25 %,含镍为8 %,含铝67 %的Ag/Fe/Al合金纳米粉末(平均颗粒粒 径为663nm)(参照实施例1方法制备)投加到300mL浓度为2mol/L的盐酸溶液中,在搅拌 作用下反应40min后,摇动烧瓶,使得沉积到烧瓶底部的颗粒悬浮,然后将悬浮液倒入铺有 滤纸的漏斗中过滤,用去离子水冲洗过滤所得的固体颗粒,直到清洗液的pH为7. 5左右,干 燥得磁性多孔纳米银粉末。通过此实验所得磁性多孔纳米银的比表面积为238m2/g,孔隙率 61. 5%。经AAS分析发现此磁性多孔纳米银颗粒中银的含量为62. 3%,镍的含量为20. 8%, 铝的含量为16.9%。
[0105] 通过将多孔纳米银与含有绿脓假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)的大豆汤营 养溶液一起在37°C
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