CN101983568A - 一种埃洛石载银抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种埃洛石载银抗菌剂及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)埃洛石活化：将纯度不低于80wt%的埃洛石加入到1～5wt%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化，反应体系固液比按质量百分比为5～10%。(2)干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，并干燥，得到活化干燥后的埃洛石。(3)负载：配制0.5～3wt%的硝酸银溶液，用稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为5～6，加入活化干燥后的埃洛石，在40～60℃下搅拌0.5～2h，反应体系固液比按质量百分比为5～20%。(4)反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼洗涤，然后干燥，得到埃洛石载银抗菌剂。本制备方法简单、生产成本低，负载效果好。由本制备方法得到的埃洛石载银抗菌剂的抗菌效果好、广谱抗菌、抗菌银离子负载牢固、缓释性好、具有良好的耐热性。

Description

一种埃洛石载银抗菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机抗菌剂及其制备方法，尤其涉及一种无机载银抗菌剂及其制备方法。

背景技术

抗菌剂是指一些微生物高度敏感、少量添加到材料中即可赋予材料抗微生物的化学物质，也就是说抗菌剂是能使细菌、真菌等微生物不能发育或能抑制微生物生长的物质。抗菌材料是指通过添加一定的抗菌物质（抗菌剂）从而使材料具有抑制或杀灭其表面细菌能力的一类新型功能材料。

根据成分的不同，抗菌剂一般可分为无机和有机两大类。有机抗菌剂包括苯酚类、酚醚类、季铵盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，种类繁多，颜色稳定性好，生产成本低廉，杀菌速度快，抗菌效能高，但广谱性差，分解产物有毒，耐热性差，易产生耐药性，无法满足塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、纤维等需热加工的现代材料领域的使用要求，应用范围受到很大限制。无机抗菌材料是20世纪80年代中期发展起来的一类抗菌材料，它具有许多优点：广谱抗菌；安全性高，毒性小，对皮肤粘膜无刺激性；耐热性好；持续性强，具有良好的缓释能力，使用寿命长；抗菌效果强，其独特的杀菌机理使细菌不易产生耐药性；无挥发性，更符合环保要求。因此，近年来，无机抗菌材料的发展十分迅速。

无机抗菌剂主要包括金属离子型和光催化型，其抗菌能力的高低不仅与抗菌剂本身有关，载体的影响也非常重要，同一种抗菌剂离子在不同的载体里会表现出抗菌力的差异。抗菌剂载体一般为多孔材料，其作用主要有：（1）可以不同的方式吸附抗菌剂离子，成为离子存在的骨架，实现抗菌剂离子在抗菌制品中的缓释，从而延长抗菌剂使用寿命；（2）可以提高抗菌剂的耐热温度，扩大抗菌剂的使用范围；（3）抗菌剂载体一般具有大的孔隙率，这样就扩大了抗菌剂离子的接触表面积，使抗菌剂的抗菌力大为增加。

无机抗菌剂的载体种类有很多，大体可分为天然多孔矿物（如高岭土、蒙脱石、硅藻土、浮石等）和人工合成多孔材料（如介孔材料、泡沫材料、活性炭、碳纳米管、硅胶、多孔陶瓷等）。人工合成材料孔径均匀可控，纯度高，比表面积大，负载效果好，但往往都加工工艺复杂，成本过高，难以大规模应用。天然多孔材料来源广泛，成本低廉，加工方便，目前关于此方面的研究非常活跃。但实验发现，高岭土、蒙脱石等矿物孔径太小，负载能力差，不利于抗菌剂抗菌效果的发挥；而硅藻土、浮石等矿物孔径又过大，负载的抗菌剂不牢固，缓释效果不好。

近年来，纳米技术的兴起，为抗菌材料的发展开辟了新的思路。埃洛石就是一种天然纳米管状硅酸盐矿物，其微观结构多呈细长空心管状，管长500～1000nm，内径10～20nm，外径40～100nm。它具有类似于碳纳米管的中空管状结构和高的比表面积，以及优良的化学及热稳定性和良好的生物相容性，另外在接近中性条件下（pH值=5～8），埃洛石的内表面和外表面可以分别带有两种完全相反的电荷，使得埃洛石具有独特的双重吸附性，非常适合于作为抗菌剂载体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种埃洛石载银抗菌剂及其制备方法，该方法制备得到的埃洛石载银抗菌剂的抗菌效果强、缓释性好、性能稳定、成本低廉。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，它包括以下步骤： 

（1）埃洛石活化：将纯度不低于80wt%的埃洛石加入到1～5 wt%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化，反应体系固液比按质量百分比为5～10%；

（2）干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，并干燥，得到活化干燥后的埃洛石；

（3）负载：配制0.5～3wt%的硝酸银溶液，用稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为5～6，加入活化干燥后的埃洛石，在40～60℃下搅拌0.5～2h，反应体系固液比按质量百分比为5～20%；

（4）反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼洗涤，然后干燥，即得到埃洛石载银抗菌剂。

上述方案中，埃洛石的粒度为200～325目。这样可以使得埃洛石的分散性好，有利于负载；并且不会破坏埃洛石本身的纳米管状结构。

上述方案中，常温下搅拌活化的时间为0.5～1h。

上述方案中，使用10wt%的稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值，可以有利于控制硝酸银溶液的pH值，不会使pH值波动太大。

上述方案中，在干燥步骤中，将活化后的埃洛石离心脱水后在95～100℃烘干，可以避免产品结块。

上述方案中，滤饼用去离子水洗涤三次后，在95～100℃烘干。

一种按照上述制备方法得到的埃洛石载银抗菌剂。

本发明具有如下优点：

（1）本制备方法简单、生产成本低、负载效果好；

（2）本方法制备的埃洛石载银抗菌剂的抗菌效果好，而且广谱抗菌。它对金黄色葡萄球菌的MIC≤250μg /ml，对大肠杆菌的MIC≤500μg /ml，均优于国家标准规定的800μg /ml；

（3）本制备方法充分利用埃洛石的纳米管道效应，抗菌银离子负载牢固，缓释性好。实验证明，本方法制备的埃洛石载银抗菌剂经三次搅拌水洗后，仍具有良好的抗菌能力；

（4）本方法制备的埃洛石载银抗菌剂具有良好的耐热性，将其在400℃时煅烧2h，抗菌性能也基本不受影响。

具体实施方式

实施例1

一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）埃洛石活化：将纯度约为80wt%的埃洛石加入到5wt%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化，反应体系固液比按质量百分比为10%{即（埃洛石的质量/稀硝酸溶液的质量）×100%=10%}；

（2）干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，并干燥，得到活化干燥后的埃洛石；

（3）负载：配制3wt%的硝酸银溶液，用稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为5，加入活化干燥后的埃洛石，在40℃下搅拌2h，反应体系固液比按质量百分比为20%；

（4）反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼洗涤，然后干燥，即得到埃洛石载银广谱抗菌剂。

活化步骤主要是利用酸液溶解埃洛石的吸附孔洞中残留的杂质，增加埃洛石表面反应活性。

该抗菌剂对金黄色葡萄球菌的MIC为125μg /ml，对大肠杆菌的MIC为250μg /ml，远优于国家标准要求的800μg /ml，说明本发明抗菌效果强。本产品经三次强烈搅拌水洗后，其抗菌能力仍符合国家标准，说明本发明缓释性好、性能稳定。

实施例2

一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）埃洛石活化：将纯度约为80 wt%，粒度为200目的埃洛石加入到5 wt%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化0.5h，反应体系固液比按质量百分比为10%；

（2）干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，洗涤至中性，并于95℃烘干，得到活化干燥后的埃洛石；

（3）负载：用去离子水配制3wt%的硝酸银溶液，用10wt%的稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为6左右，加入活化干燥后的埃洛石，在40℃下搅拌2h，反应体系固液比按质量百分比为20%；

（4）反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼用去离子水洗涤三次，然后在100℃烘干，即得到埃洛石载银广谱抗菌剂。

该抗菌剂对金黄色葡萄球菌的MIC为62.5μg /ml，对大肠杆菌的MIC为125μg /ml，远优于国家标准要求的800μg /ml，说明本发明抗菌效果强。本产品经三次强烈搅拌水洗后，其抗菌能力仍符合国家标准，说明本发明缓释性好、性能稳定。

实施例3

一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）埃洛石活化：将纯度约为95wt%，粒度为250目的埃洛石加入到1wt%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化1h，反应体系固液比按质量百分比为5%；

（2）干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，洗涤至中性，并于100℃烘干，得到活化干燥后的埃洛石；

（3）负载：用去离子水配制0.5wt%的硝酸银溶液，用10wt%的稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为6左右，加入活化干燥后的埃洛石，在60℃下搅拌0.5h，反应体系固液比按质量百分比为5%；

（4）反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼用去离子水洗涤三次，然后在95℃烘干，即得到埃洛石载银广谱抗菌剂。

该抗菌剂对金黄色葡萄球菌的MIC为125μg /ml，对大肠杆菌的MIC为250μg /ml，远优于国家标准要求的800μg /ml，说明本发明抗菌效果强。本产品经三次强烈搅拌水洗后，其抗菌能力仍符合国家标准，说明本发明缓释性好、性能稳定。

实施例4

一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）埃洛石活化：将纯度约为90wt%，粒度为325目的埃洛石加入到3wt%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化1h，反应体系固液比按质量百分比为8%；

（2）干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，洗涤至中性，并于95℃烘干，得到活化干燥后的埃洛石；

（3）负载：用去离子水配制1.5wt%的硝酸银溶液，用10wt%的稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为6左右，加入活化干燥后的埃洛石，在50℃下搅拌1h，反应体系固液比按质量百分比为10%；

（4）反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼用去离子水洗涤三次，然后在95℃烘干，即得到埃洛石载银广谱抗菌剂。

该抗菌剂对金黄色葡萄球菌的MIC为125μg /ml，对大肠杆菌的MIC为250μg /ml，远优于国家标准要求的800μg /ml，说明本发明抗菌效果强。本产品经三次强烈搅拌水洗后，其抗菌能力仍符合国家标准，说明本发明缓释性好、性能稳定。

实施例5

一种埃洛石载银抗菌剂，其采用实施例1至实施例4中任一种方法制备而成。

本发明所列举的各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数（如温度、时间等）的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (7)

1.一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤： 

（1）埃洛石活化：将纯度不低于80wt%的埃洛石加入到质量百分比为1～5%的硝酸溶液中，常温下搅拌活化，反应体系固液比按质量百分比为5～10%；

（2）干燥：将活化后的埃洛石离心脱水，并干燥，得到活化干燥后的埃洛石；

（3）负载：配制0.5～3wt%的硝酸银溶液，用稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值为5～6，加入活化干燥后的埃洛石，在40～60℃下搅拌0.5～2h，反应体系固液比按质量百分比为5～20%；

（4）反应完毕后，将产物离心过滤，并将滤饼洗涤，然后干燥，即得到埃洛石载银抗菌剂。

2.如权利要求1所述的一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其特征在于：埃洛石的粒度为200～325目。

3.如权利要求1所述的一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其特征在于：常温下搅拌活化的时间为0.5～1h。

4.如权利要求1所述的一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其特征在于：使用10wt%的稀硝酸调节硝酸银溶液的pH值。

5.如权利要求1所述的一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其特征在于：在干燥步骤中，活化后的埃洛石在95℃～100℃烘干。

6.如权利要求1所述的一种埃洛石载银抗菌剂的制备方法，其特征在于：滤饼用去离子水洗涤三次后，在95～100℃烘干。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的制备方法得到的埃洛石载银抗菌剂。