本发明专利技术属于纳米复合材料技术，具体的说是一种担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂及其制备和应用。本发明专利技术提供一种安全高效，价格便宜，制备简单，便于回收利用的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂及其制备和应用。其组成按重量百分比计为，硝酸银0.05～5％，还原剂0.01～0.5％，氧化石墨烯0.5～10％，余量为柠檬酸缓冲溶液。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米复合材料技术，具体的说是一种担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂及其制备和应用。
技术介绍
食品和应用水安全问题一直以来倍受人们关注和注意，近年来，由于水体污染事件不断发生，尤其是看不见的水体微生物和一些致病菌，严重威胁人们的饮用水安全。目前，工业上采用向水体中添加常规的无机物，如氯气、漂白剂、臭氧等来起到杀菌效果，但是，这些添加的常规杀菌物大多是一些致癌性物质，并且由于细菌等的不断变异进化，耐受性不断增强，人们亟待开发可以用于饮用水消毒的新型杀菌剂。由于银具有高效、安全、杀菌谱广、耐热性、无耐药性和高选择性等优点，很久以来，人们就开始使用银制品和器具进行消毒，随着纳米科技的崛起和发展，纳米银开始进入人们的日常生活，现在已经被广泛应用在医疗保健和食品卫生领域，其杀菌机理存在三种机理，包括一是纳米银颗粒本身可以吸附并在细菌细胞壁表面富集，引起菌体细胞裂解； 二是纳米银颗粒可以释放出银离子，银离子可以穿透细胞壁进入细胞内，与微生物体内的蛋白质、核酸中存在的巯基(-SH)、氨基(-NH2)等含硫、氮的官能团发生反应，破坏酶和遗传物质的活性，引起细菌死亡；三是纳米银可以产生高氧化性的活性氧基团，像超氧离子、过氧化氢和氢氧自由基等，与细菌体内的物质发生反应氧化反应，引起细菌死亡。但是，在水处理方面，还存在诸多问题，制约着纳米银在该领域的大规模应用，诸如，团聚问题，纳米银在水溶液中很容易发生团聚现象，使得杀菌效果大大削弱；安全问题或者说是回收问题，就是在杀死水体中的细菌以后，纳米颗粒要进行有效地回收，这样才不会引起新的污染。在本专利技术中，我们用纳米氧化石墨烯片作为担载纳米银的载体，可以有效地避免纳米银颗粒之间的团聚，由于纳米氧化石墨烯片的尺寸在十几个微米左右，可以很容易地被多孔陶瓷滤膜截流，有利于回收再利用。制备的复合杀菌剂不仅可以作为单独组分使用，而且，可以嵌入到滤膜中，与现有材料复合使用，中国专利CN1010M218公布了一种以多孔陶瓷为载体的纳米银复合抗菌材料及其制备方法。通过对过滤水用的多孔陶瓷进行改性，采用偶联剂化学键合的方式将纳米银固定于多孔陶瓷的内部及表面，可以达到分散均勻且不改变多孔陶瓷原有的力学性质的效果，在摩擦和冲击的情况下也不容易脱落，达到持续杀菌的效果。中国专利 CN101161336公布了一种负载纳米金属银粒子氧化石墨的制备方法，但是该方法需要在暗室条件下进行搅拌，条件要求严格，且制备过程中使用有机溶剂，不环保。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种安全高效，价格便宜，制备简单，便于回收利用的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂及其制备和应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为其组成按重量百分比计为，硝酸银0. 05 5 %，还原剂0. 01 0. 5 %，氧化石墨烯 0. 5 10%，余量为柠檬酸缓冲溶液。所述的氧化石墨烯为纳米级粉末，其直径为5 20微米。所述的柠檬酸缓冲溶液由柠檬酸和柠檬酸钠组成，其pH = 3 6 ；所述还原剂为对苯二酚。制备步骤为1)按照权利要求1所述的配比，将氧化石墨粉末溶于柠檬酸缓冲液中，经过20 240分钟的超声，得到单层氧化石墨烯分散溶液；2)将硝酸银和还原剂分别溶于水和柠檬酸缓冲溶液中，然后分别加到步骤1)所得的单层氧化石墨烯溶液中，使得混合溶液中，各组分按重量百分比计为，硝酸银0. 05 5%，还原剂0.01 0.5%，氧化石墨烯0.5 10%，余量为柠檬酸缓冲溶液；3)将步骤2)得到的混合液振荡混合均勻，室温下放置15 120分钟；4)将步骤3)所得的混合液，离心分离，过滤，用蒸馏水对过滤得到的物质重新离心分离，重复2 3遍，即得到担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂。所述柠檬酸缓冲溶液由柠檬酸和柠檬酸钠组成，pH为3 6。所述的还原剂为对苯二酚；所述的氧化石墨烯为纳米级粉末，其直径为5 20微米。所述复合杀菌剂可作为细菌的杀菌剂。所述复合杀菌剂可作为革兰氏阴性细菌的杀菌剂。所述复合杀菌剂加入到含有细菌IO5 106CFU/ml的污染物中，经振荡混合反应 2 6小时，即可杀灭致病菌；复合杀菌剂中氧化石墨烯的最终含量为污染物总重量的0. 005%。所述复合杀菌剂可作为载银碳纳米管的替代品。所进行的反应介质为柠檬酸缓冲溶液，制得的纳米银颗粒表面原位覆盖有柠檬酸钠作为稳定剂，来防止纳米颗粒之间的相互团聚。所述复合杀菌剂可以单独使用，也可以作为添加剂与滤膜复合，嵌入到滤膜内或其它材料中，作为载银碳纳米管的替代品。本专利技术有如下有益效果1.将本专利技术担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂作用于含IO5 106CFU/ml的大肠杆菌菌液，摇床培养3小时，杀菌率可达100%，杀菌效果显著；氧化石墨烯片表面丰富的含氧基团如羧基和羟基，还能吸附水中的金属阳离子，有利于水体纯化。2.本专利技术担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂，可以有效地防止纳米银离子在水溶液中的团聚，另外，由于尺寸在十几个微米，可以很容易被多孔陶瓷膜截流，回收利用非常方便，不会对环境造成危害。3.本专利技术担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂，基本溶剂为水，不需要避光，一步合成，操作简单，成本低廉，不需要特殊设备。附图说明图1为本专利技术实施例1所制备的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂透射电镜照片图，其中，图IA对应为实施例1中制备的单层氧化石墨烯片；图IB对应为实施例1中制备的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂；图2为本专利技术实施例1所制备的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂在不同时间和不同浓度下，对应的微量滴定板实验结果数码照片；图3为对应图2所示的微量滴定板中200微升实验组的3个孔道中，反应时间分别为15、45、75分钟反应溶液的紫外光谱吸收图；图4为本专利技术实施例1所述的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂采用平板扩散法的杀菌效果图，A图测试菌种为革兰氏阴性菌-大肠杆菌hcherichia coli (E. cili)，B图测试菌种为革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌Maphylococcus aureus (S. aureus)；图5为本专利技术实施例1制备的担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂采用平板计数法的杀菌效果图，其中A图测试菌种为大肠杆coli (E. coli)，B图测试菌种为金Jtfe葡萄 求lif Staphylococcus aureus (S. aureus)。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1用柠檬酸和柠檬酸钠预先配制pH = 4. 2的柠檬酸缓冲溶液，取Hummers法制备的氧化石墨粉末(参见文献 W. S. Hummers, R. Ε. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 80 (1958) 1339) 30mg 溶于15mL该柠檬酸缓冲液中，超声45分钟，得到单层氧化石墨烯分散液。称取0. 025g硝酸银溶于15mL水中，0. 3g的对苯二酚溶于15mL的柠檬酸缓冲溶液中，硝酸银水溶液、对苯二酚溶液一起加入到上述单层氧化石墨烯溶液中，振荡混合均勻，室温放置75分钟，在单层氧化石墨烯表面，对苯二酚将银盐还原，使其在氧化石墨烯表面原位生长成为纳米银颗粒。将所得的反应物溶液，在10000转/分的转速下，离心分离，倾去上清液，用蒸馏水重新悬浮，重复该过程2 3遍，以洗去过量反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种担载纳米银氧化石墨烯复合杀菌剂，其特征在于：其组成按重量百分比计为，硝酸银０．０５～５％，还原剂０．０１～０．５％，氧化石墨烯０．５～１０％，余量为柠檬酸缓冲溶液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍祺，张盾，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95
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