利用海水制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法

摘要

本发明为一种利用海水制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法。该方法包括以下步骤：将低品位凹凸棒石黏土分散于浓缩海水中，搅拌40～60min形成悬浮液；然后往悬浮液中加入银盐，剧烈搅拌20～40min；继续普通搅拌反应2～4h；最后固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。本发明选用的原料更绿色、制备成本更低廉，为我国储量丰富、亟待利用的天然资源的高附加值功能化利用开辟新途径。

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合抗菌剂的制备方法，尤其涉及一种利用海水制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法，属于天然资源高附加值利用和纳米复合材料制备技术领域。

背景技术

无机抗菌剂具有广谱、高效、环境友好等优点，越来越受到人们的关注。无机抗菌剂主要包括金属离子型抗菌剂(Ag、Cu、Zn、Co、Ni、Fe、Al、Sn、Mn、Ba等离子)和光催化型抗菌剂(CuO、TiO

AgX(X-I、Br、Cl)是研究学者关注较多的一类银离子抗菌剂，其释放的Ag

研究表明，将AgCl纳米颗粒负载到g-C

发明内容

本发明的目的是针对当前AgCl抗菌剂研究利用存在的不足，提供一种利用海水制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法。该方法是利用低品位凹凸棒石黏土为载体，以天然海水作氯离子源，采取溶胶凝胶法制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法。该方法选用的原料更绿色、制备成本更低廉，为我国储量丰富、亟待利用的天然资源的高附加值功能化利用开辟新途径。

本发明的技术方案是：

一种利用海水制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法，该方法包括以下步骤：

将低品位凹凸棒石黏土分散于浓缩海水中，搅拌40～60min形成悬浮液；然后往悬浮液中加入银盐，剧烈搅拌20～40min；继续普通搅拌反应2～4h；最后固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。

其中，每100g低品位凹凸棒石黏土加入到5～50L浓缩海水中；浓缩海水中氯离子的含量为40～100mg/L；每100g低品位凹凸棒石黏土加入银盐的量为30mmol～0.21mol。

所述低品位凹凸棒石黏土为凹凸棒石的含量为10～20％的黏土。

所述海水的浓缩处理为自然光条件下日晒蒸发，蒸发至氯离子的含量为40～100mg/Lmg/L。

所述银盐为硝酸银、乙酸银和氯酸银中的一种或多种。

所述氯化银纳米颗粒的理论生成量为低品位凹凸棒石黏土质量的4.3～30wt.％。

所述的剧烈搅拌的搅拌转速为4500～6000r/min；所述的普通搅拌的搅拌转速为1000～2000r/min。

所述方法制备的氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的应用，可用于抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌或白色念珠杆菌的生长。

本发明的有益效果是：

本发明公开了一种利用低品位凹凸棒石黏土为载体，以天然海水作氯离子源制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的方法，该复合抗菌剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率分别高达99.98％、99.88％，可与纯AgCl的抗菌活性相媲美，有望应用于橡胶、薄膜、陶瓷、玻璃、水泥等多个领域。本发明为银系复合抗菌剂的绿色制备提供新策略，为我国储量丰富、亟待利用的天然资源的高附加值功能化利用开辟新途径。

附图说明

图1为实施例1制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的XRD照片；

图2为实施例1制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂的SEM照片；

图3为实施例1制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂对大肠杆菌的抗菌性能测试。

图4为实施例1制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂室外放置十天前后的数码照片对比图。

图5为纯氯化银的室外放置十天前后的数码照片对比图。

图6为实施例1制备氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂室外放置十天后对大肠杆菌的抗菌性能测试。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术解决方案做进一步说明，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

凹凸棒石是一种天然黏土矿物，具有丰富的介孔孔道和较大的比表面积，且具有良好的化学稳定性、无毒性和生物相容性；发明人通过研究分析，认为可以尝试利用其良好的负载基质潜力。同时，发明人考虑到天然海水含有海量的氯化钠，AgCl制备过程中的氯离子源有望从中获得(虽然海水因地域不同，含有的氯离子多少有些差异，但平均为19000ppm。)，考虑将天然海水直接用于AgCl的制备。本发明创造性的将天然凹凸棒石作为载体，将天然海水作为氯离子源合成AgCl纳米颗粒，最终将凹凸棒石应用于氯化银/凹凸棒石黏土复合抗菌剂的制备。

所述的低品位凹凸棒石黏土具体为甘肃临泽凹凸棒石黏土，其凹凸棒石的质量含量约为15％；所述的海水取自天津市滨海新区东疆湾赶海点，海水中氯离子的含量为20mg/L左右。所述海水的浓缩处理为自然光条件下日晒蒸发，蒸发至氯离子的含量为50mg/L。

实施例1：将100.0g低品位凹凸棒石黏土加入到50L浓缩海水中，搅拌60min形成均一悬浮液；然后往悬浮液中加入11.8g(即0.071mol)乙酸银，剧烈搅拌(搅拌速度为5000r/min)20min使银盐充分溶解并与海水中的氯离子反应；继续搅拌(搅拌速度为1500r/min)反应2h使氯化银均匀沉积在低品位凹凸棒石黏土表面；最后通过压滤机进行固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。(“氯化银纳米颗粒的理论生成量为低品位凹凸棒石黏土质量的10.14wt.％”)

所得复合抗菌剂的物相组成为凹凸棒石、石英和氯化银(如图1所示，XRD，D8ADVANCE，Bruker，Germany)；氯化银纳米颗粒均匀的分散在凹凸棒石的棒晶表面(如图2所示，SEM，FEI,USA)；

复合抗菌剂对大肠杆菌的抗菌率为99.99％(如图3所示，抗菌实验参照GB/T21510纳米无机材料抗菌性能检测方法；复合抗菌剂室外放置10天后对的大肠杆菌的抗菌率依然为99.77％(如图4所示，抗菌实验参照GB/T 21510纳米无机材料抗菌性能检测方法)；复合抗菌剂表现出良好的稳定性(对比图5和图6)。

实施例2：将200.0g低品位凹凸棒石黏土加入到100L浓缩海水中，搅拌50min形成均一悬浮液；然后往悬浮液中加入26.7g(即0.16mol)乙酸银，剧烈搅拌(搅拌速度为5500r/min)40min使银盐充分溶解并与海水中的氯离子反应；继续搅拌反应(搅拌速度为2000r/min)4h使氯化银均匀沉积在低品位凹凸棒石黏土表面；最后通过压滤机进行固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。(“氯化银纳米颗粒的理论生成量为低品位凹凸棒石黏土质量的11.48wt.％”)

所得复合抗菌剂对大肠杆菌的抗菌率为99.81％；复合抗菌剂对金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.66％。

实施例3：将500.0g低品位凹凸棒石黏土加入到200L浓缩海水中，搅拌45min形成均一悬浮液；然后往悬浮液中加入42.5g(即0.25mol)硝酸银，剧烈搅拌(搅拌速度为6000r/min)30min使银盐充分溶解并与海水中的氯离子反应；继续搅拌反应(搅拌速度为1000r/min)4h使氯化银均匀沉积在低品位凹凸棒石黏土表面；最后通过压滤机进行固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。(“氯化银纳米颗粒的理论生成量为低品位凹凸棒石黏土质量的7.18wt.％”)

所得复合抗菌剂对大肠杆菌的抗菌率为99.11％；复合抗菌剂对金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.25％。

实施例4：将300.0g低品位凹凸棒石黏土加入到100L浓缩海水中，搅拌60min形成均一悬浮液；然后往悬浮液中加入16.99g(即0.10mol)硝酸银，剧烈搅拌(搅拌速度为5500r/min)20min使银盐充分溶解并与海水中的氯离子反应；继续搅拌反应(搅拌速度为2000r/min)3h使氯化银均匀沉积在低品位凹凸棒石黏土表面；最后通过压滤机进行固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。(“氯化银纳米颗粒的理论生成量为低品位凹凸棒石黏土质量的4.78wt.％”)

所得复合抗菌剂对大肠杆菌的抗菌率为99.09％；复合抗菌剂对金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.11％。

实施例5：将200.0g低品位凹凸棒石黏土加入到80L浓缩海水中，搅拌60min形成均一悬浮液；然后往悬浮液中加入50.96g(即0.30mol)乙酸银，剧烈搅拌(搅拌速度为5500r/min)40min使银盐充分溶解并与海水中的氯离子反应；继续搅拌反应(搅拌速度为2000r/min)2h使氯化银均匀沉积在低品位凹凸棒石黏土表面；最后通过压滤机进行固液分离，得到氯化银/低品位凹凸棒石黏土复合抗菌剂。(“氯化银纳米颗粒的理论生成量为低品位凹凸棒石黏土质量的21.53wt.％”)

所得复合抗菌剂对大肠杆菌的抗菌率为99.99％；复合抗菌剂对金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.95％。

本发明未尽事宜为公知技术。