CN115928253A 审中 抗菌材料及其制备方法
技术领域 [0001]本发明涉及空气净化领域,具体涉及一种抗菌材料及其制备方法。 背景技术 [0002]空气质量较差会威胁到人们的身体健康,特别是近几年的新型冠状病毒的传播,空气质量越来越成为人们的关注重点。 [0003]然而目前空气中的细菌难以得到环保且高效地去除。 发明内容 [0004]鉴于上述现有技术的不足,本发明提出一种抗菌材料及其制备方法,旨在解决目前空气中的细菌难以得到环保且高效地去除的问题。 [0005]为实现上述目的,本发明提出一种抗菌材料,包括:纳米银、氧化锌、硅藻土和聚乳酸,其中,所述聚乳酸为纳米纤维结构。 [0006]可选地,所述纳米银负载于所述氧化锌上;和/或,所述氧化锌负载于所述硅藻土上;和/或,所述硅藻土负载于所述聚乳酸的纳米纤维结构上。 [0007]可选地,所述纳米银与所述氧化锌的物质的量之比为(0.05~10):100。 [0008]可选地,所述硅藻土的质量为a,所述纳米银和所属氧化锌的质量之和为b,a:b=1:(10~0.5)。 [0009]可选地,所述纳米银、所述氧化锌和所述硅藻土的物质的量之和为c,所述聚乳酸的物质的量为d,c:d=(0.5~10):100。 [0010]为了实现上述目的,本发明还提出一种上述抗菌材料的制备方法,包括以下步骤:S10、混合纳米银、氧化锌、硅藻土,并加入第一有机溶剂,得到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液;S20、混合聚乳酸和第二有机溶剂,得到聚乳酸溶液;S30、将所述聚乳酸溶液加入至所述纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液搅拌,得到混合液,然后使用静电纺丝法将所属混合液制备成抗菌材料。 [0011]可选地,步骤S10包括:S1、混合纳米银和氧化锌后搅拌,得到载银氧化锌;S2、将所述载银氧化锌和硅藻土混合搅拌、离心、干燥和研磨后,得到负载了载银氧化锌的硅藻土;S3、向负载了载银氧化锌的硅藻土加入第一有机溶剂,得到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液。 [0012]可选地,步骤S10中,所述第一有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种;和/或,步骤S20中,所述第二有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。 [0013]可选地,步骤S20中,所述聚乳酸与所述第二有机溶剂的质量比为1:(5~10)。 [0014]可选地,步骤S30中,所述静电纺丝法的湿度为10%-40%;和/或,所述静电纺丝法的电压为16kV-20kV;和/或,所述静电纺丝法的进样速率为0.5-1ml/h。 [0015]本发明的有益效果:本发明提供的抗菌材料,用硅藻土负载氧化锌、以及纳米银复合颗粒的制备,克服了纳米粒子易团聚的问题,同时,硅藻土负载了载银氧化锌,能够延长抗菌材料的使用寿命、减少抗菌颗粒的流失。并且,添加了复合颗粒的聚乳酸纤维网的机械性能得到了提升,可以满足空气过滤需求。所述抗菌材料的结构为纤维网状材料,在空气净化过程中充分与空气接触,表现出优异的抗菌性能。由于聚乳酸为人工合成的生物基材料,使用后可被完全降解,对环境友好,具备可持续发展的潜力。 附图说明 [0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0017]图1为本发明一具体实施例制备得到的纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的扫描电子显微镜图。 [0018]图2为本发明一具体实施例制备得到的抗菌材料的扫描电子显微镜图。 [0019]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。 具体实施方式 [0020]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,应当理解,以下实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 [0021]除非另有规定,本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的通常含义。 [0022]目前,空气质量较差会威胁到人们的身体健康,特别是近几年的新型冠状病毒的传播,空气质量越来越成为人们的关注重点。然而空气中的细菌难以得到环保且高效地去除。 [0023]为解决上述问题,本发明提出一种抗菌材料,包括:纳米银、氧化锌、硅藻土和聚乳酸,其中,所述聚乳酸为纳米纤维结构。 [0024]在本发明的一具体实施例中,聚乳酸纳米纤维上分布有纳米孔洞且纳米纤维的表面镶嵌有纳米银、氧化锌、硅藻土的复合材料,一方面聚乳酸材料本身具有一定的抗菌性能,与纳米银/氧化锌/硅藻土的复合材料可发挥协同作用,使得抗菌材料吸附过滤效果好且抑菌率提高。 [0025]进一步地,纳米银负载于氧化锌上,氧化锌负载于硅藻土上,硅藻土负载于聚乳酸的纳米纤维结构上。使得抗菌材料的分散性好,活性位点丰富。 [0026]进一步地,所述纳米银与所述氧化锌的物质的量之比为(0.05~10):100。氧化锌中的电子可以被激发,形成自由电子(e-)实现电子的跃迁,从而形成带正电的空穴(h+),空穴可激活氧变成活性氧[O],能与多种微生物发生氧化反应进而起到杀菌作用;氧化锌是具有压电性能的纳米粒子,在空气净化的过程中,空气的流动会给氧化锌施加压力,氧化锌的发生变形,会形成压电效应,从而可以促进光致电子、以及空穴的定向迁移,增强光催化效率。同样,对于部分空气中的有机挥发物也可以起到氧化消除的作用。纳米银具有非常好的抗菌性能,在光照下纳米银会发生等离子共振效应,从而产生电子。在载银氧化锌中,电子从纳米银向纳米氧化锌转移,在上述摩尔比范围内进行复合,可以提高光催化效率。 [0027]进一步地,所述硅藻土的质量为a,所述纳米银和所属氧化锌的质量之和为b,a:b=1:(10~0.5)。硅藻土负载氧化锌、以及纳米银复合颗粒的制备,克服了纳米粒子比表面积有限的问题。硅藻土可以在上述摩尔比范围内负载氧化锌和纳米银复合颗粒(载银氧化锌),能够延长抗菌材料的使用寿命,减少抗菌材料的流失。 [0028]进一步地,所述纳米银、所述氧化锌和所述硅藻土的物质的量之和为c,所述聚乳酸的物质的量为d,c:d=(0.5~10):100。 [0029]由于聚乳酸的半结晶周期过长,可以通过添加成核剂的方式,改善聚乳酸的结晶度,从而改变聚乳酸的可加工性能。因此,将负载了载银氧化锌的硅藻土与聚乳酸以上述比例复合,将硅藻土作为成核剂,增强抗菌材料的机械性能,扩大聚乳酸的使用范围。 [0030]为解决上述问题,本发明还提出一种抗菌材料的制备方法,包括以下步骤:S10、混合纳米银、氧化锌、硅藻土,并加入第一有机溶剂,得到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液; [0031]在本发明的一具体实施例中,第一有机溶剂为氯仿,具体地,在一个烧杯中加入一定量的纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料和氯仿,搅拌1-3h得到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液,并超声30min-60min以分散纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。 [0032]S20、混合聚乳酸和第二有机溶剂,得到聚乳酸溶液; [0033]在本发明的一具体实施例中,第二有机溶剂为氯仿,将一定量的聚乳酸溶解在氯仿中,使用磁力搅拌,搅拌3-6h,得到聚乳酸溶液。 [0034]S30、将所述聚乳酸溶液加入至所述纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液搅拌,得到混合液,然后使用静电纺丝法将所属混合液制备成抗菌材料。 [0035]在本发明的一具体实施例中,将聚乳酸溶液滴加到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料在聚乳酸溶液中充分分散,使用静电纺丝法,控制反应的湿度范围、电压、进样速率、辊筒速率、工作距离,得到所述抗菌材料。 [0036]进一步地,步骤S10包括:S1、混合纳米银和氧化锌后搅拌,得到载银氧化锌;在本发明的一具体实施例中,称取180mg AgNO3完全溶解于1L去离子水中,加热至沸腾。然后将20mL浓度为1%的柠檬酸钠溶液缓缓加入。持续加热盛有上述溶液的烧瓶1.5h,并保持溶液沸腾状态。期间可观察到混合溶液由澄清变为浑浊,由透明状态转为浅黄色,棕色,褐色,最终变为浑浊的灰绿色,得到纳米银胶体。通过超声分散技术,将一定量的纳米氧化锌分散于二乙二醇中,得到稳定的纳米氧化锌胶体。在恒温磁力搅拌的条件下,选择摩尔比分别为0.05%-10%的银和氧化锌,得到载银氧化锌。 [0037]S2、将所述载银氧化锌和硅藻土混合搅拌、离心、干燥和研磨后,得到负载了载银氧化锌的硅藻土; [0038]在本发明的一具体实施例中,称取一定质量的硅藻土,将一定体积的载银氧化锌混合胶体移取加入到硅藻土中,磁力搅拌均匀,通过使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,在70℃鼓风干燥箱中干燥、研磨,并过100目筛,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。在本发明的一具体实施例中,为了更好的发挥硅藻土的作用,先对硅藻土进行疏水改性,具体为将10g研磨筛分后的硅藻土分散在80mL干燥的甲苯溶液中,充分分散以后,在恒温搅拌回流的过程中,从三口瓶的一端向硅藻土/甲苯混合物中滴加疏水改性剂,疏水改性剂为APTES、PTES或γ-MPS,其中,APTES为γ-氨丙基三乙氧基硅烷,PTES为十七氟癸基三乙氧基硅烷,γ-MPS为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,疏水改性剂和硅藻土的质量比为1:2,然后控制回流的温度为75-85℃,转速为300-500rpm的条件下搅拌,回流9-12h,反应结束后,将产物离心过滤,用乙醇充分洗涤3次(除去溶剂和过量未反应的硅烷偶联剂),在60-80℃干燥8-12h,得到疏水改性的硅藻土。由于硅藻土表面的羟基具有较强的亲水性,对硅藻土进行疏水改性,能够提高硅藻土的分散性能。 [0039]S3、向负载了载银氧化锌的硅藻土加入第一有机溶剂,得到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液。 [0040]进一步地,步骤S10中,所述第一有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种;和/或,步骤S20中,所述第二有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷、和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。 [0041]在本发明的一具体实施例中,第一有机溶剂为氯仿和N,N-二甲基甲酰胺(体积比为8:2),第二有机溶剂为氯仿和N,N-二甲基甲酰胺(体积比为8:2)。以上溶剂的用量能使得纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浊液更好地分散进聚乳酸溶液中,可以最大程度使得包括硅藻土在内的四种材料发生良好的协同作用,激活活性位点,提高光催化效率。 [0042]进一步地,步骤S20中,所述聚乳酸与所述第二有机溶剂的质量比为1:(5~10)。以上述参数进行组分混合能使得聚乳酸溶液达到能与纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料复合最佳浓度,也为静电纺丝的制备聚乳酸纤维奠定了微观基础。 [0043]进一步地,步骤S30中,所述静电纺丝法设定的湿度为10%-40%;和/或,设定的电压为16kV-20kV;和/或,进样速率为0.5-1ml/h。湿度高时,可能在静电纺丝进行时,水会浓缩在纤维表面,从而影响纤维形态;湿度低的情况下,挥发溶剂可能会迅速干燥,溶剂的挥发速度可能比其从针头移出的速度快,由此导致的针头堵塞,使静电纺丝过程只能持续极短时间。电压的大小与射流的电场力和溶液黏应力间的力学关系相匹配,与进样速率、湿度一同影响静电纺丝的结果。在本发明的一实施例中,静电纺丝法设定的湿度为10%-40%,设定的电压为16kV-20kV,进样速率为0.5-1ml/h,辊筒速率为200-1000r/min,工作距离为10-20cm,制备得到抗菌材料。 [0044]本发明实施例中使用的实验材料包括: [0045] [0046] [0047]实施例1:制备抗菌材料 [0048]制备载银氧化锌:称取180mg AgNO3完全溶解于1L去离子水中,加热至沸腾。然后将20mL浓度为1%的柠檬酸钠溶液缓缓加入盛有上述溶液的烧瓶,持续加热1.5h,并保持沸腾状态。当混合溶液变为浑浊的灰绿色,得到纳米银胶体。通过超声分散技术,将一定量的纳米氧化锌分散于二乙二醇中,得到稳定的纳米氧化锌胶体。在恒温磁力搅拌的条件下,选择摩尔比为0.05%的银和氧化锌,得到载银氧化锌。 [0049]硅藻土疏水改性:将10g研磨筛分后的硅藻土分散在80mL干燥的甲苯溶液中,充分分散以后,在恒温搅拌回流的过程中,从三口瓶的一端向硅藻土/甲苯混合物中滴加疏水改性剂APTES,其中疏水改性剂和硅藻土的质量比为1:2。将该混合液80℃搅拌(300rpm)回流12h。硅烷化反应之后,将产物离心过滤,用乙醇充分洗涤3次(除去溶剂和过量未反应的硅烷偶联剂),60-80℃干燥8-12h,即可得到疏水改性的硅藻土。 [0050]制备纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料:称取0.0075g疏水改性的硅藻土,将75mL的载银氧化锌混合胶体移取加入到硅藻土中,磁力搅拌均匀,通过使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,在70℃鼓风干燥箱中干燥、研磨,并过100目筛,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。将75ml Ag/氧化锌混合胶体分为5次,重复上述实验过程以增加负载的厚度。 [0051]制备抗菌材料:在烧杯中加入一定量的纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料和氯仿,搅拌1h制成,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液,并超声30min以分散,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。其次,将1.5g聚乳酸溶解在的氯仿中,聚乳酸与氯仿质量比为1:10(两次使用氯仿当溶剂的体积比为8:2),使用磁力搅拌,搅拌3h,混合均匀。然后将聚乳酸溶液滴加到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料在聚乳酸溶液中充分分散。其中,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料与聚乳酸溶液的质量比为0.5%,使用静电纺丝法,在20%湿度范围内,设定电压为18kV,进样速率为1mL/h,辊筒速率为300r/min,工作距离为15cm,得到抗菌材料,取样,并将取样命名为Ag/ZnO/DE@PLA-1。 [0052]实施例2:制备抗菌材料 [0053]制备载银氧化锌:称取180mg AgNO3完全溶解于1L去离子水中,加热至沸腾。然后将20mL浓度为1%的柠檬酸钠溶液缓缓加入盛有上述溶液的烧瓶,持续加热1.5h,并保持沸腾状态。当混合溶液变为浑浊的灰绿色,得到纳米银胶体。通过超声分散技术,将一定量的纳米氧化锌分散于二乙二醇中,得到稳定的纳米氧化锌胶体。在恒温磁力搅拌的条件下,选择摩尔比为0.05%的银和氧化锌,得到载银氧化锌。 [0054]硅藻土疏水改性:将10g研磨筛分后的硅藻土分散在80mL干燥的甲苯溶液中,充分分散以后,在恒温搅拌回流的过程中,从三口瓶的一端向硅藻土/甲苯混合物中滴加疏水改性剂APTES,其中疏水改性剂和硅藻土的质量比为1:2。将该混合液80℃搅拌(300rpm)回流12h。硅烷化反应之后,将产物离心过滤,用乙醇充分洗涤3次(除去溶剂和过量未反应的硅烷偶联剂),60-80℃干燥8-12h,即可得到疏水改性的硅藻土。 [0055]制备纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料:称取0.0075g疏水改性的硅藻土,将75mL的载银氧化锌混合胶体移取加入到硅藻土中,磁力搅拌均匀,通过使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,在70℃鼓风干燥箱中干燥、研磨,并过100目筛,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。将75ml Ag/氧化锌混合胶体分为5次,重复上述实验过程以增加负载的厚度。 [0056]制备抗菌材料:在烧杯中加入一定量的纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料和氯仿,搅拌1h制成,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液,并超声30min以分散,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。其次,将1.5g聚乳酸溶解在的氯仿中,聚乳酸与氯仿质量比为1:5(两次使用氯仿当溶剂的体积比为8:2),使用磁力搅拌,搅拌3h,混合均匀。然后将聚乳酸溶液滴加到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料在聚乳酸溶液中充分分散。其中,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料与聚乳酸溶液的质量比为0.5%,使用静电纺丝法,在20%湿度范围内,设定电压为18kV,进样速率为1mL/h,辊筒速率为300r/min,工作距离为15cm,得到抗菌材料,取样,并将取样命名为Ag/ZnO/DE@PLA-2。 [0057]实施例3:制备抗菌材料 [0058]制备载银氧化锌:称取180mg AgNO3完全溶解于1L去离子水中,加热至沸腾。然后将20m浓度为1%的柠檬酸钠溶液缓缓加入盛有上述溶液的烧瓶,持续加热1.5h,并保持沸腾状态。当混合溶液变为浑浊的灰绿色,得到纳米银胶体。通过超声分散技术,将一定量的纳米氧化锌分散于二乙二醇中,得到稳定的纳米氧化锌胶体。在恒温磁力搅拌的条件下,选择摩尔比为0.05%的银和氧化锌,得到载银氧化锌。 [0059]硅藻土疏水改性:将10g研磨筛分后的硅藻土分散在80mL干燥的甲苯溶液中,充分分散以后,在恒温搅拌回流的过程中,从三口瓶的一端向硅藻土/甲苯混合物中滴加疏水改性剂APTES,其中疏水改性剂和硅藻土的质量比为1:2。将该混合液80℃搅拌(300rpm)回流12h。硅烷化反应之后,将产物离心过滤,用乙醇充分洗涤3次(除去溶剂和过量未反应的硅烷偶联剂),60-80℃干燥8-12h,即可得到疏水改性的硅藻土。 [0060]制备纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料:称取一定质量的硅藻土,将一定体积的载银氧化锌混合胶体移取加入到硅藻土中,硅藻土与载银氧化锌的质量比为1:10,磁力搅拌均匀,通过使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,在70℃鼓风干燥箱中干燥、研磨,并过100目筛,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。 [0061]制备抗菌材料:在烧杯中加入一定量的纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料和氯仿,搅拌3h制成,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液,并超声60min以分散,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。其次,将一定量的聚乳酸溶解在的氯仿中,聚乳酸与氯仿质量比为1:10(两次使用氯仿当溶剂的体积比为8:2),使用磁力搅拌,搅拌6h,混合均匀。然后将聚乳酸溶液滴加到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料在聚乳酸溶液中充分分散。其中,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料与聚乳酸溶液的质量比为0.5%,使用静电纺丝法,在40%湿度范围内,设定电压为20kV,进样速率为1mL/h,辊筒速率为1000r/min,工作距离为20cm,得到抗菌材料,取样,并将取样命名为Ag/ZnO/DE@PLA-3。 [0062]实施例4:制备抗菌材料 [0063]制备载银氧化锌:称取180mg AgNO3完全溶解于1L去离子水中,加热至沸腾。然后将20m浓度为1%的柠檬酸钠溶液缓缓加入盛有上述溶液的烧瓶,持续加热1.5h,并保持沸腾状态。当混合溶液变为浑浊的灰绿色,得到纳米银胶体。通过超声分散技术,将一定量的纳米氧化锌分散于二乙二醇中,得到稳定的纳米氧化锌胶体。在恒温磁力搅拌的条件下,选择摩尔比为10%的银和氧化锌,得到载银氧化锌。 [0064]硅藻土疏水改性:将10g研磨筛分后的硅藻土分散在80mL干燥的甲苯溶液中,充分分散以后,在恒温搅拌回流的过程中,从三口瓶的一端向硅藻土/甲苯混合物中滴加疏水改性剂γ-MPS,其中疏水改性剂和硅藻土的质量比为1:2。将该混合液80℃搅拌(500rpm)回流12h。硅烷化反应之后,将产物离心过滤,用乙醇充分洗涤3次(除去溶剂和过量未反应的硅烷偶联剂),60-80℃干燥8-12h,即可得到疏水改性的硅藻土。 [0065]制备纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料:称取一定质量的硅藻土,将一定体积的载银氧化锌混合胶体移取加入到硅藻土中,硅藻土与载银氧化锌的质量比为1:0.5,磁力搅拌均匀,通过使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,在70℃鼓风干燥箱中干燥、研磨,并过100目筛,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。 [0066]制备抗菌材料:在烧杯中加入一定量的纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料和氯仿,搅拌1h制成,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液,并超声30min以分散,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料。其次,将一定量的聚乳酸溶解在的氯仿中,聚乳酸与氯仿质量比为1:10(两次使用氯仿当溶剂的体积比为8:1),使用磁力搅拌,搅拌3h,混合均匀。然后将聚乳酸溶液滴加到纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料在聚乳酸溶液中充分分散。其中,纳米银/氧化锌/硅藻土复合材料与聚乳酸溶液的质量比为10%,使用静电纺丝法,在10%湿度范围内,设定电压为16kV,进样速率为0.5ml/h,辊筒速率为200r/min,工作距离为10cm,得到抗菌材料,取样,并将取样命名为Ag/ZnO/DE@PLA-4。 [0067]对比例1:制备聚乳酸纤维 [0068]称取1.5g聚乳酸溶解在10mL的有机溶剂(v氯仿:vN,N-二甲基甲酰胺=8:2)中,使用磁力搅拌,搅拌3h,得到混合均匀的聚乳酸溶液。采用静电纺丝法,在20%湿度条件下,设定电压为18kV,进样速率为1ml/h,辊筒速率为300r/min,工作距离为15cm,得到聚乳酸静电纺丝,用于抗菌性能的测试,取样,并将取样命名为PLA。 [0069]对比例2:制备纳米银/聚乳酸复合纤维 [0070]称取180mg AgNO3完全溶解于1L去离子水中,加热至沸腾。然后将20m L浓度为1%的柠檬酸钠溶液缓缓加入。上述溶液的烧瓶中,持续加热1.5h,并保持沸腾状态。期间可观察到混合溶液由澄清变为浑浊,由透明状态转为浅黄色,棕色,褐色,最终变为浑浊的灰绿色,成为纳米银胶体。 [0071]然后取4mL自制纳米银胶体,使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,置于烘箱中,温度为60℃,10h后,加入适量的氯仿,搅拌1h制成纳米银的悬浮液,并超声30min以分散Ag颗粒。其次,将1.5g聚乳酸溶解在的有机溶剂中,使用磁力搅拌,搅拌3h,聚乳酸溶解,并混合均匀。然后将聚乳酸溶液滴加到纳米银颗粒的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银颗粒在聚乳酸溶液中充分分散,得到含有纳米银颗粒的聚乳酸混合溶液。使用静电纺丝法,在20%湿度条件下,设定电压为18kV,进样速率为1ml/h,辊筒速率为300r/min,工作距离为15cm,得到纳米银/聚乳酸复合纤维,取样,并将取样命名为Ag@PLA。 [0072]对比例3:制备氧化锌/聚乳酸复合纤维 [0073]取0.0075g氧化锌加入适量的氯仿,搅拌1h制成氧化锌的悬浮液,并超声30min以分散氧化锌颗粒。其次,将1.5g聚乳酸溶解在的有机溶剂中,使用磁力搅拌,搅拌3h,将聚乳酸溶液滴加到氧化锌颗粒的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使氧化锌颗粒在聚乳酸溶液中充分分散。制成含有氧化锌颗粒的聚乳酸混合溶液,使用静电纺丝法,在20%湿度条件下,设定电压为18kV,进样速率为1ml/h,辊筒速率为300r/min,工作距离为15cm,得到氧化锌/聚乳酸复合纤维,取样,并将取样命名为ZnO@PLA。 [0074]对比例4:制备纳米银/氧化锌/聚乳酸复合纤维 [0075]将203m g纳米氧化锌超声分散于100mL二乙二醇溶剂中,形成稳定的纳米氧化锌胶体;然后取实例1中的纳米银胶体125mL,与纳米氧化锌胶体混合均匀,采用恒温磁力搅拌,在90~100℃下搅拌1.5h,即得到纳米复合材料。通过使用乙醇和去离子水多次离心洗涤后,置于烘箱中,温度为60℃,10h后得到粉末状样品。 [0076]取上述Ag/氧化锌纳米复合材料0.0075g,加入适量的氯仿,搅拌1h制成Ag/氧化锌的悬浮液,并超声30min以分散纳米银/氧化锌颗粒。其次,将1.5g聚乳酸溶解在的有机溶剂中,使用磁力搅拌,搅拌3h,聚乳酸溶解,并混合均匀。然后将聚乳酸溶液滴加到纳米银/氧化锌颗粒的悬浮液中,超声30min,搅拌10h,使纳米银/氧化锌颗粒在聚乳酸溶液中充分分散。制成含有Ag/氧化锌颗粒的聚乳酸混合溶液。 [0077]使用静电纺丝法,在20%湿度条件下,设定电压为18kV,进样速率为1ml/h,辊筒速率为300r/min,工作距离为15cm,得到纳米银/氧化锌/聚乳酸复合纤维,取样,并将取样命名为Ag/ZnO@PLA。 [0078]进一步地,对实施例1和对比例1-4进行抗菌性能的测试实验,具体操作为:用蒸馏水溶解营养肉汤粉,配置液体培养基,将培养液置于锥形瓶中,在高温条件下灭菌,冷却后待用。在净化操作台按照无菌操作法,向锥形瓶中分别加入大肠杆菌菌液,放入37℃、220r/min摇床中培养3h,之后加入聚乳酸纤维试样。试样为统一尺寸的聚乳酸纤维膜、聚乳酸负载复合颗粒的纳米纤维膜。对照组中,不加任何物质。记录24h内菌液的OD值,并绘制大肠杆菌的生长曲线。之后,取24h时的菌液,稀释后,用三角涂布棒在固体培养基上涂布,在恒温培养箱中下培养12小时,对细菌菌落进行计数,计算抑菌率。将测试结果汇总成为表1。 [0079]表1.实施例1和对比例1-4的处理效果实验 [0080] [0081] [0082]通过以上处理效果实验,能够直观地显示出本发明提供的抗菌材料,用硅藻土负载氧化锌、以及纳米银复合颗粒的制备,克服了纳米粒子易团聚的问题,同时,硅藻土负载了载银氧化锌,能够延长抗菌材料的使用寿命、减少抗菌颗粒的流失。并且,添加了复合颗粒的聚乳酸纤维网的机械性能得到了提升,可以满足空气过滤需求。所述抗菌材料的结构为纤维网状材料,在空气净化过程中充分与空气接触,表现出优异的抗菌性能。由于聚乳酸为人工合成的生物基材料,使用后可被完全降解,对环境友好,具备可持续发展的潜力。 [0083]以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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,均应包括在本发明的专利保护范围。
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