CN102113484A - 一种复合抗菌材料的制备方法 - Google Patents
一种复合抗菌材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102113484A CN102113484A CN2010105314952A CN201010531495A CN102113484A CN 102113484 A CN102113484 A CN 102113484A CN 2010105314952 A CN2010105314952 A CN 2010105314952A CN 201010531495 A CN201010531495 A CN 201010531495A CN 102113484 A CN102113484 A CN 102113484A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ionic liquid
- antibacterial material
- composite antibacterial
- hydrogen phosphate
- zirconium hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 89
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 80
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 6
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 5
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000250 methylamino group Chemical group [H]N(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N mono-methylamine Natural products NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 9
- 241000589248 Legionella Species 0.000 abstract description 8
- 208000007764 Legionnaires' Disease Diseases 0.000 abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 35
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 35
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 35
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 35
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 32
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 32
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 22
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 12
- -1 imidazole ion Chemical class 0.000 description 12
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 11
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 10
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- IBZJNLWLRUHZIX-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methyl-2h-imidazole Chemical compound CCN1CN(C)C=C1 IBZJNLWLRUHZIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 3
- 150000003053 piperidines Chemical class 0.000 description 3
- 150000003235 pyrrolidines Chemical class 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 3
- VDDUQRTVFVQZQJ-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-3-octadecyl-2h-imidazole Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN1CN(C)C=C1 VDDUQRTVFVQZQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 2
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 2
- 241000194017 Streptococcus Species 0.000 description 2
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- GKQHIYSTBXDYNQ-UHFFFAOYSA-M 1-dodecylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 GKQHIYSTBXDYNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N Chlorhexidine Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1NC(N)=NC(N)=NCCCCCCN=C(N)N=C(N)NC1=CC=C(Cl)C=C1 GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 241000589242 Legionella pneumophila Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000295644 Staphylococcaceae Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001449 anionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229960003260 chlorhexidine Drugs 0.000 description 1
- 229960002152 chlorhexidine acetate Drugs 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001412 inorganic anion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 description 1
- 229940115932 legionella pneumophila Drugs 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- MCSINKKTEDDPNK-UHFFFAOYSA-N propyl propionate Chemical compound CCCOC(=O)CC MCSINKKTEDDPNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M silver bromide Chemical compound [Ag]Br ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 1
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000000003 thermogravimetry coupled to Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N33/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic nitrogen compounds
- A01N33/02—Amines; Quaternary ammonium compounds
- A01N33/12—Quaternary ammonium compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
- A01N43/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- A01N43/36—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom five-membered rings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
- A01N43/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- A01N43/40—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom six-membered rings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
- A01N43/48—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
- A01N43/50—1,3-Diazoles; Hydrogenated 1,3-diazoles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
- A01N43/72—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms
- A01N43/84—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms six-membered rings with one nitrogen atom and either one oxygen atom or one sulfur atom in positions 1,4
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N57/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic phosphorus compounds
- A01N57/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic phosphorus compounds having phosphorus-to-halogen bonds; Phosphonium salts
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dentistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种复合抗菌材料和制备方法。本发明的制备方法包括：按照离子液体与α-磷酸氢锆为摩尔比1∶10～10∶1的比例配料；在常压下将离子液体与α-磷酸氢锆材料在溶剂中混合，在搅拌条件下进行插层组装，离心分离，用水和乙醇充分洗涤，在常温常压真空干燥后得到粉末状离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料。该材料具有如下的化学通式：Zr(X)y(PO4)2；式中X为离子液体的阳离子，y为1或2。该抗菌材料纯度高、产率高，是一种环境友好的耐热型抗菌材。对敏感菌的抗菌效率在99％以上，对特殊菌种如军团菌的杀菌抑菌率在99％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌材料和制备方法，特别是涉及一种以离子液体和α-磷酸氢锆为原料，进行插层组装合成得到的复合抗菌材料和制备方法。
背景技术
抗菌材料作为一种新型功能材料，应用广泛。目前，市场上的抗菌材料大致分为两大类：无机抗菌材料和有机抗菌材料。无机抗菌材料包括金属(银，铜，锌等)、以这些金属离子为功能组分的化合物及光催化材料(TiO2，ZnO等)。无机抗菌材料存在许多缺点，以目前最常用的银系抗菌材料为例，见参考文献1(Sambhy，V.；MacBride，M.；Peterson，B.；Sen，A.，Silver bromide nanoparticle/polymer composites：dual action tunable antimicrobial materials.J.Am.Chem.Soc 2006，128(30)，9798-9808.)所介绍，杀菌抑菌所需时间较长、易变色、价格昂贵、对特定菌种如军团菌等无杀菌抑菌的效能；而光催化材料需要紫外光源的照射才能具有较好的抗菌效果，这些都限制了无机抗菌材料的使用范围。有机抗菌剂则具有光谱抗菌，杀菌速度快，杀菌效率高的特点，但也具有毒性和耐热性差的缺点。
将有机抗菌材料和无机材料相结合，能够提高有机抗菌材料的耐热性能，国内外已有一些研究人员进行了这方面的研究，醋酸洗必泰等有机抗菌材料已经被成功加入到无机层状载体材料如蒙脱土之中，但是这些复合抗菌材料的耐受温度不到200℃，在一些需要耐受高温的工艺中(如塑料、树脂等工艺)，还难以达到工艺所要求的温度下限；见参考文献2(D，Yang.；P.Yuan.；J.X.Zhu.；H.-P.He.， Synthesisi and charzcterization of antibacterial compounds suing montmorillonite and chlorhexidine a
发明内容
本发明的目的在于：克服单独使用无机抗菌材料和或机抗菌材料抗菌存在的不足，为了充分利用有机抗菌材料的广谱抗菌性能，提高有机抗菌材料的耐热性能，从而提供一种将具有良好抗菌性能的离子液体与α-磷酸氢锆进行插层组装，合成了复合抗菌材料。该复合抗菌材料在24h内对敏感菌的抗菌率在90％以上。
本发明的目的之二：提供一种将离子液体作为抗菌组分和α-磷酸氢锆作为α-磷酸氢锆制成的一类复合抗菌材料的制备方法，该方法有利于大规模工业生产，以及该方法生产的复合抗菌材料具有广谱抗菌、环境友好、热稳定性好、缓释效果好。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供复合抗菌材料，其特征在于：其为离子液体与α-磷酸氢锆进行插层组装合成得到复合抗菌材料，所述的复合抗菌材料的化学通式如下：Zr(X)y(PO4)2；
其中，式中X代表离子液体的阳离子，y为1或2；
所述的离子液体为：咪唑离子液体、吡啶离子液体、季铵离子液体、季磷离子液体、吡咯烷离子液体、哌啶离子液体或玛琳离子液体。
所述的插层组合的过程为：离子液体的阳离子基团与α-磷酸氢锆层板-OH上的H+发生离子交换反应，使离子液体得以进入到α-磷酸氢锆的层间，与层板上的-O-紧密结合，合成了离子液体插层α-磷酸氢锆的产物-复合抗菌材料。
本发明提供的复合抗菌材料的制备方法：包括以下步骤：
1)按照离子液体与α-磷酸氢锆材料配料为摩尔比1∶10～10∶1的比例称料；
其中，所述的离子液体为：咪唑离子液体、吡啶离子液体、季铵离子液体、季磷离子液体、吡咯烷离子液体、哌啶离子液体或玛琳离子液体。
2)在常压下将步骤1)称取的离子液体与α-磷酸氢锆材料，放入温度为20℃～90℃的溶剂中，按称取的离子液体和α-磷酸氢锆材料的总量与溶剂的质量比为1∶1～1∶1000的比例混合搅拌反应，反应时间为2小时～72小时，离子液体的阳离子基团与α-磷酸氢锆层板-OH上的H+发生离子交换反应，使离子液体得以进入到α-磷酸氢锆的层间，与层板上的-O-紧密结合，合成了离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料溶液；
3)然后将步骤2)得到的离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料溶液离心分离，用水和乙醇充分洗涤，在常温常压下进行真空干燥，得到化学通式为Zr(X)y(PO4)2的粉末状的离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料；其中，式中X代表离子液体的阳离子，y为1或2。
在上述的技术方案中，所述的溶剂为水、乙醇和烷基胺的混合物(在混合物中，水所占的体积比为40～85％；乙醇所占的比为10～50％；烷基胺所占的体积比为5～10％。
在上述的技术方案中，所述的烷基胺为甲胺、乙胺、正丙胺或正丁胺。
本发明的制备的复合抗菌材料对抗菌敏感菌的抗菌率在90％以上。所述的抗菌敏感菌为革兰氏阳性菌(gram-positive bacteria)和革兰氏阴性菌(gram-negative bacteria)。主要包括大肠埃希式菌属(Escherichia coli)、金色葡萄球菌属(Staphylococcus aureus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)、链球菌属(Streptococcus)、曲霉属(Aspergillus)或嗜肺军团菌(legionella pneumophila)。
本发明还提供的一类复合抗菌材料与现有的抗菌材料相比，其优点在于：
本发明复合抗菌材料是指通过将具有良好抗菌性能的离子液体的阳离子基团与α-磷酸氢锆层板-OH上的H+发生离子交换反应，使离子液体得以进入到α-磷酸氢锆的层间，与层板上的-O-紧密结合，进行插层组装合成了离子液体插层α-磷酸氢锆的产物-复合抗菌材料。该复合抗菌材料经XRD(X射线衍射)和FTIR(红外光谱)实验结果表明离子液体已经成功地嵌入到α-磷酸锆的层间，TG-FTIR(热重-红外联用)实验证实了α-磷酸锆的存在提高了离子液体的热反应温度，并且α-磷酸锆层板和离子液体之间具有很强的主客体效应，使得所合成的复合抗菌材料具有很高的耐热性，能在250及以上的温度保持结构和抗菌性能不变。
其次，用本发明的复合抗菌材料抗菌性能优异，克服了单独使用一种无机抗菌材料或机抗菌材料抗菌存在的不足，对敏感菌的抗菌效率在99％以上，对特殊菌种如军团菌的杀菌抑菌率在99％以上，见表2。
另外，本发明的产品价格低廉，是一种环境友好的抗菌材料；并和有机材料的相容性好，可用于加工抗菌塑料、抗菌树脂等新型抗菌材料。
本发明提供的制备复合抗菌材料的方法，从两个方面解决了已有技术存在的问题：(1)将离子液体作为抗菌组分。离子液体又指室温熔融盐，一般由有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子组成。离子液体的稳定液态范围一般可达300～400℃，而国内外研究表明，离子液体具有良好的抗菌性能。(2)α-磷酸氢锆作为α-磷酸氢锆。α-磷酸氢锆是一种具有良好阳离子交换能力的层状化合物，已应用于医用材料领域，安全性毋庸置疑，并且具有很高的耐高温性能，在800℃以上仍能保持晶型结构不变。本发明的制备方法简单，易于实现工业化生产。
本发明的制备方法得到的产品价格低廉，对所用的离子液体用量具有可控性，是一种环境友好的抗菌材料；并和有机材料的相容性好，可用于加工抗菌塑料、抗菌树脂等新型抗菌材料。
附图说明
图1是本发明的复合抗菌材料的结构示意图
图2是本发明的离子液体插层α-磷酸氢锆的结构示意图
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例所表达的范围。
实施例1
本实施例通过本发明的制备方法，制备氯化1-烷基-3-甲基咪唑离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料(Zr(CnMIM)(PO4)2)，(CnMIM)代表1-烷基-3-甲基咪唑阳离子(n为1～20的自然数)，具体步骤如下：
1)按照氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体(C2MIMCl)与α-磷酸氢锆的摩尔比为1∶10的比例来称料。
本实施例的离子液体还可以使用吡啶离子液体，例如为：氯化1-十二烷基吡啶，或者以下的任何一种离子液体，例如咪唑离子液体、吡啶离子液体、季铵离子液体、季磷离子液体、吡咯烷离子液体、哌啶离子液体或玛琳离子液体，这些离子液体都是本专业技术人员熟知的。
2)在常压下将步骤1)称取的氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体([C2MIM]Cl)与α-磷酸氢锆原料放入温度为20℃的溶剂中混合，混合比例按照所称取的1-乙基-3-甲基咪唑氯化物离子液体和α-磷酸氢锆原料的总数与溶剂质量比为1∶1000，经混合搅拌反应为72小时，1-乙基-3-甲基咪唑阳离子与α-磷酸氢锆层板-OH上的H+发生离子交换反应，使氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体得以进入到α-磷酸氢锆的层间，与层板上的-O-紧密结合，合成了氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料溶液，插层结构参见图2；
本实施例的溶剂由溶剂为水、乙醇和烷基胺的混合组成，其中，水所占的体积比为40％；乙醇所占的比为50％；烷基胺所占的体积比为10％；
3)然后将步骤2)得到的氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料溶液离心分离，用水和乙醇充分洗涤，在常温常压下干燥得到粉末状的氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料，参见图1。
本实施例还可以采用氯化1-辛基-3-甲基咪唑离子液体，按照上述反应步骤，得到氯化1-辛基-3-甲基咪唑离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料。
本实施例还可以采用氯化1-十八烷基-3-甲基咪唑离子液体，按照上述反应步骤，得到氯化1-十八烷基-3-甲基咪唑离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料。
本实施例所制备的复合抗菌材料能够耐受250℃以上的高温，并能以一定比例添加到塑料、树脂等产品当中，制得抗菌性能在99％以上的抗菌塑料、抗菌树脂等新型抗菌材料。该材料弥补了单独使用无机抗菌材料和有机抗菌材料的不足，该复合抗菌材料既具有无机抗菌材料耐高温的特性，又具有有机抗菌材料光谱抗菌，杀菌效果好，杀菌速度快的优点，特别是对特殊菌种如军团菌等具有良好的抑菌杀菌性能(并经中国科学院理化技术研究所抗菌检测中心对该复合抗菌材料进行了军团菌的检测。结果表明，本发明所述的复合抗菌材料对军团菌具有优异的杀菌抑菌性能，24h内对军团菌的抑菌率在99％以上)。本发明的有机-无机抗菌材料价格低廉，并且由于其中的有机抗菌组分具有可控性，使得这种复合抗菌材料对环境和人体健康的影响较纯有机抗菌材料而言大为降低。
其他实施例的合成方法及制备工艺与实施例1相同，仅离子液体种类、离子液体和α-磷酸氢锆的摩尔配比、溶剂的种类和配比、反应时间和反应温度不同于实施例1，具体条件见表1。
表1实施例列表
采用最小抑菌浓度法(MIC)对复合抗菌材料进行抗菌
活性检测。
表2复合抗菌材料的抗菌活性
在实施例2-6中的溶剂可以采用水、乙醇和烷基胺的混合液，在混合物中，水所占的体积为85％；乙醇所占的体积比为10％；烷基胺所占的体积比为5％；或者水所占的体积为58％；乙醇所占的体积比为35％；烷基胺所占的体积比为7％均可以，这也是本领域技术人员可以胜任的。
Claims (4)
1.一种复合抗菌材料，其特征在于：其为离子液体与α-磷酸氢锆进行插层组装合成得到复合抗菌材料，所述的复合抗菌材料的化学通式如下：Zr(X)y(PO4)2；
其中，式中X代表离子液体的阳离子，y为1或2；
所述的离子液体为：咪唑离子液体、吡啶离子液体、季铵离子液体、季磷离子液体、吡咯烷离子液体、哌啶离子液体或玛琳离子液体。
2.一种复合抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照离子液体与α-磷酸氢锆材料的摩尔比为1∶10～10∶1称料；
其中，所述的离子液体为：咪唑离子液体、吡啶离子液体、季铵离子液体、季磷离子液体、吡咯烷离子液体、哌啶离子液体或玛琳离子液体。
2)在常压下将步骤1)称取的离子液体与α-磷酸氢锆材料，放入温度为20℃～90℃的溶剂中，按称取的离子液体和α-磷酸氢锆材料的总量与溶剂的质量比为1∶1～1∶1000的比例混合搅拌反应，反应时间为2小时～72小时，进行离子液体的阳离子基团与α-磷酸氢锆层板-OH上的H+发生离子交换反应，使离子液体得以进入到α-磷酸氢锆的层间，与层板上的-O-紧密结合，合成了离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料溶液；
3)然后将步骤2)得到的离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料溶液离心分离，用水和乙醇充分洗涤，在常温常压下进行真空干燥，得到化学通式为Zr(X)y(PO4)2的粉末状的离子液体插层α-磷酸氢锆复合抗菌材料；其中，式中X代表离子液体的阳离子，y为1或2。
3.根据权利要求2所述的复合抗菌材料的制备方法，其特征在于：在步骤2)中所述的溶剂为水、乙醇和烷基胺的混合物，其中，水所占的体积比为40～85％；乙醇所占的比为10～50％；烷基胺所占的体积比为5～10％。
4.根据权利要求3所述的复合抗菌材料的制备方法，其特征在于：所述的烷基胺为甲胺、乙胺、正丙胺或正丁胺。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010531495 CN102113484B (zh) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 一种复合抗菌材料的制备方法 |
| PCT/CN2010/001861 WO2012055076A1 (zh) | 2010-10-29 | 2010-11-19 | 一种复合抗菌材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010531495 CN102113484B (zh) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 一种复合抗菌材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102113484A true CN102113484A (zh) | 2011-07-06 |
| CN102113484B CN102113484B (zh) | 2013-07-31 |
Family
ID=44212506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010531495 Active CN102113484B (zh) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 一种复合抗菌材料的制备方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102113484B (zh) |
| WO (1) | WO2012055076A1 (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106234439A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-12-21 | 北京赛特瑞科技发展有限公司 | 一种超级细菌抗菌消毒剂及其制备方法和用途 |
| WO2017035879A1 (zh) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 南方科技大学 | 制备单层金属磷酸盐的方法及其应用 |
| CN108078959A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 北京赛特瑞科技发展有限公司 | 一种抗菌防护膜及其制备方法和用途 |
| CN108077311A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 北京中科艾利特科技有限公司 | 一种防雾霾的抗菌喷剂及其制备方法和用途 |
| CN113292688A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-08-24 | 珠海中车装备工程有限公司 | 一种复合抗菌剂、抗菌塑料的制备方法 |
| CN115139490A (zh) * | 2021-03-30 | 2022-10-04 | 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 | 一种耐温抗菌材料、制备方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1640817A (zh) * | 2004-01-13 | 2005-07-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种制备磷酸锆的方法 |
| CN1860889A (zh) * | 2005-05-10 | 2006-11-15 | 上海润河纳米材料科技有限公司 | 层状银系无机抗菌材料及其制备方法 |
| US7306777B2 (en) * | 2003-12-16 | 2007-12-11 | Eastman Kodak Company | Antimicrobial composition |
| CN101189971A (zh) * | 2006-11-20 | 2008-06-04 | 北京崇高纳米科技有限公司 | 一种无机/有机纳米复合抗菌剂及其纤维制品应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004244363A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Toagosei Co Ltd | バンコマイシン耐性菌用殺菌剤 |
| US20080057134A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Agion Technologies, Inc. | Antifungal compositions and method |
| WO2010078300A1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Dual functioning ionic liquids and salts thereof |
-
2010
- 2010-10-29 CN CN 201010531495 patent/CN102113484B/zh active Active
- 2010-11-19 WO PCT/CN2010/001861 patent/WO2012055076A1/zh active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7306777B2 (en) * | 2003-12-16 | 2007-12-11 | Eastman Kodak Company | Antimicrobial composition |
| CN1640817A (zh) * | 2004-01-13 | 2005-07-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种制备磷酸锆的方法 |
| CN1860889A (zh) * | 2005-05-10 | 2006-11-15 | 上海润河纳米材料科技有限公司 | 层状银系无机抗菌材料及其制备方法 |
| CN101189971A (zh) * | 2006-11-20 | 2008-06-04 | 北京崇高纳米科技有限公司 | 一种无机/有机纳米复合抗菌剂及其纤维制品应用 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017035879A1 (zh) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 南方科技大学 | 制备单层金属磷酸盐的方法及其应用 |
| CN106234439A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-12-21 | 北京赛特瑞科技发展有限公司 | 一种超级细菌抗菌消毒剂及其制备方法和用途 |
| CN106234439B (zh) * | 2016-08-09 | 2019-08-06 | 北京赛特瑞科技发展有限公司 | 一种超级细菌抗菌消毒剂及其制备方法和用途 |
| CN108078959A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 北京赛特瑞科技发展有限公司 | 一种抗菌防护膜及其制备方法和用途 |
| CN108077311A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 北京中科艾利特科技有限公司 | 一种防雾霾的抗菌喷剂及其制备方法和用途 |
| CN115139490A (zh) * | 2021-03-30 | 2022-10-04 | 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 | 一种耐温抗菌材料、制备方法及装置 |
| CN113292688A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-08-24 | 珠海中车装备工程有限公司 | 一种复合抗菌剂、抗菌塑料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102113484B (zh) | 2013-07-31 |
| WO2012055076A1 (zh) | 2012-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102113484B (zh) | 一种复合抗菌材料的制备方法 | |
| CN101589727B (zh) | 一种载银纳米抗菌有机蒙脱土的制备方法 | |
| CN101305735A (zh) | 载银纳米抗菌材料及其制备方法和应用 | |
| CN105670092A (zh) | 一种ldpe抗菌塑料及其制备方法 | |
| CN107094765B (zh) | 一种季铵盐改性壳聚糖微球及其制备方法和应用 | |
| CN103665894A (zh) | 一种纳米丝素蛋白- 纳米银抗菌复合材料 | |
| CN113292688B (zh) | 一种复合抗菌剂、抗菌塑料的制备方法 | |
| CN103891775A (zh) | 载锌纳米有机蒙脱土抗菌剂及其制备方法 | |
| Cui et al. | Fabrication of Ag+, Cu2+, and Zn2+ ternary ion-exchanged zeolite as an antimicrobial agent in powder coating | |
| CN112745565A (zh) | 一种聚丙烯石墨烯抗菌复合材料及其制备方法 | |
| Thirumurugan et al. | Heterometallic Inorganic− Organic Frameworks of Sodium− Bismuth Benzenedicarboxylates | |
| Zhang et al. | Copper-rich framework sulfides: A4Cu8Ge3S12 (A= K, Rb) with cubic perovskite structure | |
| CN102660114B (zh) | 一种塑料抗菌剂的制备方法 | |
| Tanuhadi et al. | Aluminum-substituted Keggin germanotungstate [HAl (H2O) GeW11O39] 4–: synthesis, characterization, and antibacterial activity | |
| CN102007910B (zh) | 一种耐热型复合抗菌功能材料及其制备方法 | |
| Ennajih et al. | Intercalation of nickel and cobalt thiabendazole complexes into montmorillonite | |
| CN105061810A (zh) | 一种抗菌电子烟外观材料及其制备方法和应用 | |
| CN105801976A (zh) | 一种hdpe抗菌塑料及其制备方法 | |
| CN101341872A (zh) | 离子液体抑菌杀菌剂及其合成方法和应用 | |
| CN102702209B (zh) | 一种四阳离子季铵盐及其制备方法 | |
| Chinthamreddy et al. | ‘Biopolymer-PAA and surfactant-CTAB assistant solvothermal synthesis of Zn-based MOFs: design, characterization for removal of toxic dyes, copper and their biological activities | |
| CN102453317B (zh) | 一种抗菌聚乳酸组合物及其制备方法 | |
| CN1310588C (zh) | 一种复合抗菌剂及其制备方法 | |
| CN105131336A (zh) | 一种抗菌剂、其制备方法及应用 | |
| Liu et al. | Hydrothermal synthesis and characterization of two new bicapped Keggin heteropoly tungstovanadated derivatives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |