【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学领域和抗菌，尤其涉及可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法。
技术介绍
1、微生物感染的迅猛发展是人类面临最为严重的健康问题，抗生素耐药细菌的激增给全球公共卫生带来了巨大压力，预计因微生物感染及抗生素耐药细菌导致的死亡率将会不断攀升。传统的抗生素在与耐药细菌对抗的过程中并无优势。因此，各类新型、高效的抗菌材料应运而生。目前，获得较为普遍应用的抗菌材料包括低毒的天然抗菌材料、效果明显的有机抗菌材料和能持久抑菌的无机抗菌材料。随着人们生活水平及健康意识的提高，抗菌材料的研发及其产品的应用将成为重要的新兴产业，其拥有着广阔的市场潜力。
2、传统抗菌材料中的核心成分是抗菌剂。抗菌剂一般分为天然抗菌剂、无机抗菌剂和有机抗菌剂。天然抗菌剂主要从动植物中提取得到，如甲壳素、芥末、蓖麻油等，使用简便。如khorsavi z., et al.（antibacterial adhesive based on oxidizedtannic acid-chitosan for rapid hemostasis [j]. carbohydr. polym., 2024, 333: 121973.）利用氧化单宁酸（ota）和铁（fe）作为交联剂，通过fe和ota之间形成共价、非共价和金属配位键合成了基于壳聚糖的水凝胶，该水凝胶对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抗菌特性。但天然抗菌剂的抗菌作用有限，耐热性差，不能长效使用。无机抗菌剂主要是将金属及其氧化物通过物理吸附负载于无机多孔材料中，其金属元素的溶出会破坏细菌的
3、值得注意的是，季铵盐作为一类强效阳离子抗菌剂，其性质较稳定、种类较多且毒性低，具有显著的杀菌消毒效果；聚合后得到的高分子抗菌材料具备更广泛的抗菌作用，其优越的抗菌性能使其在药剂、食品包装、纺织等领域中有着广泛的应用。如专利技术专利cn118110031a公开了一种有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法和应用，其利用紫外辐照接枝，将有机硅季铵盐抗菌剂接枝到涤纶织物表面，提高了涤纶织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能，但其稳定性并未被考虑。专利技术专利cn118001949a公开了一种聚季铵盐改性聚醚砜分离膜及其制备方法，将制备好的聚季铵盐改性聚醚砜溶液采用浸没沉淀相转化法制膜，但聚季铵盐-28中的单体直接交联到聚醚砜网络链上，严重降低了抗菌材料的活性位点，且单一组分不能达到高效抗菌的目的。wang bin, et al.（synthesis of ag@chitosan/copolymer with dual-active centers for high antibacterial activity[j]. int. j. biol. macromol., 2021, 174: 198-206.）通过界面聚合反应合成了一种新型的以嵌段季铵盐为侧基的季铵盐二嵌段共聚物，再将其与负载银的壳聚糖组合制备了一种具有双重活性中心的天然/合成聚合物抗菌材料，其双活性中心对抗菌效果的提升较为显著。由此可见，高分子季铵盐型抗菌剂已经成为抗菌剂领域研究的热点，同时，也应注意到季铵盐抑菌剂虽然具有毒性低、副作用小的优势，但长期使用仍会给用药患者带来一定的不良反应。因此，开发高效抗菌但不产生细菌耐药性的治疗方法至关重要。
4、近年来，新兴的光催化抗菌疗法为解决耐药菌感染问题提供了新策略。光催化抗菌主要利用具有光动力特性的材料，在光照条件下，通过光化学反应产生活性氧破坏细胞膜及dna分子。这种技术因其无创性、耐药发生率低等巨大优势在细菌感染治疗方面倍受瞩目。如专利技术专利cn 118146252a公开了一种酞菁-卟啉有机光动力治疗/光热治疗双功能材料的制备方法，并阐明了其在抗肿瘤和抗菌药物中的应用；酞菁-卟啉功能材料具有良好的单线态氧产率、较强的近红外吸收、优异的光热转换效率，可作为抗肿瘤和抗细菌感染的药物。然而，传统的光敏剂，如卟啉、酞菁和二吡咯烷硼，在水中易形成聚集体，会减少活性氧的产生并降低杀菌作用。mxene作为一种新型的二维纳米材料，因其独特的结构和物理化学性质，在不同的应用领域引起了人们较多的关注。与其他二维纳米材料不同，mxene通常由过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物组成。此外，二维层状平面结构为mxene提供了丰富的反应位点和极高的比表面积，从而产生了许多优异的性能。碳化钛（ti3c2）作为mxene家族中的一员，通过化学刻蚀过程即可转化为mxene。一般方法是使用氢氟酸或氟化锂和盐酸的混合溶液刻蚀ti3alc2相中的al层，从而获得ti3c2。随着对碳化钛及其衍生物的研究不断深入，其在能源存储、催化、传感器、环境治理等领域中的应用越来越受到关注。如专利技术专利cn111330610a公开了一种银纳米花/ti3c2tx复合材料的制备方法及其应用，是在ti3c2tx片层负载银纳米花颗粒后制得复合物，该复合物是一种高效、稳定的光催化材料，能够有效降解有机染料罗丹明b，光降解效率可达到91.3%。专利技术专利cn 115969983a公开了一种ti3c2txmxene/纳米羟基磷灰石复合材料及其制备方法与应用，其制得的复合材料兼具mxene和纳米羟基磷灰石的优良特性，具有较高的药物负载率和优异的光热转换性能，表明碳化钛在光热治疗方面具有广阔的应用前景。wu ruiying, et al.（construction ofmxene-mediated inorganic-organic quaternary ammonium salt-hybrid coating forfire safety andmulti-mode synergistic antibacterial of cotton fabric [j].int. j. biol. macromol., 2024, 264: 130157.）通过浸涂mxene并封装二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵后得到多功能涂层，并将其涂覆在棉织物上，主要利用mxene对近红外光吸收形成光热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中碳化钛是使用40.0 mL质量分数为40%的氢氟酸直接刻蚀而成；所述碳化钛与所述醇水混合液的质量体积比为1：10~1：30。
3.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中弱酸为碳酸、乙酸或甲酸中的一种；所述弱酸与所述醇水混合液的体积比为1：2~1：5。
4.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，该硅烷偶联剂与碳化钛的质量比为1：1~10：1。
5.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中亲水性季铵盐单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵中的一种；所述亲水性季铵盐与所述双键化碳化钛的质量比为1：2~1：5。
7.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中水溶性引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，该水溶性引发剂与总单体的质量比为1：20~1：100。
8.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中双键化碳化钛与醇水混合液的质量体积比为1：15~1：100。
9.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中醇水混合液、单体分散液及引发剂溶液的体积比为1：0.25：0.05~1：2：0.5。
10.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴和步骤⑵中醇水混合液是指无水甲醇或无水乙醇与蒸馏水按0.5：2~2：0.5体积比混合均匀所得的溶液；极性溶剂是指无水乙醇、无水甲醇和蒸馏水中的一种或两种的混合液。
...【技术特征摘要】
1.可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中碳化钛是使用40.0 ml质量分数为40%的氢氟酸直接刻蚀而成；所述碳化钛与所述醇水混合液的质量体积比为1：10~1：30。
3.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中弱酸为碳酸、乙酸或甲酸中的一种；所述弱酸与所述醇水混合液的体积比为1：2~1：5。
4.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，该硅烷偶联剂与碳化钛的质量比为1：1~10：1。
5.如权利要求1所述的可见光响应性碳化钛接枝聚季铵盐抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中亲水性季铵盐单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵中的一种；所述亲水性季铵盐与所述双键化碳化钛的质量比为1：2~1：5。
6.如权利要求1所述的可见光...
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣民，耿瑗泽，张亚苹，何玉凤，谢媛媛，王锴，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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