CN102669177A - 新型Ag-SiO2复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料制备，旨在提供一种新型Ag-SiO2复合材料的制备方法。包括步骤：将聚苯乙烯微球加入浓硫酸中，搅拌2~8 h后反复离心、去离子水洗涤，然后重新分散到无水乙醇中；再加入硝酸银水溶液，室温避光搅拌2~12 h，离心、洗涤后，将所得固态产物分散在乙醇水溶液中；用氨水调节pH值，然后加入正硅酸乙酯，室温下搅拌，所得产物洗涤、干燥后，在550℃下保温，即获得Ag-SiO2复合材料。本发明通过控制SiO2微球特殊的中空及介孔结构，并且调节银的负载量，使负载在SiO2球壳内壁的银可以从球壳上的介孔缓慢扩散到球壳外部，从而实现对银离子溶出率以及溶出浓度的控制，可有效避免传统抗菌剂因银负载于材料外表面易发生的活性成分流失、抗菌性能降低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备方法，特别是一种新型Ag-SiO2复合材料的制备方法。
背景技术
无机抗菌剂具有抗菌性强、耐热性好、安全性高、不易产生耐药性等特点，其研究和应用获得广泛重视，发展迅速。金属离子型抗菌剂是一种重要的无机抗菌剂，在常用的金属抗菌离子（银，铜，锌）中，Ag+具有最强的抗菌性能，并具有抗菌广谱性、杀菌效率高等特点，而且其对人体的危害最小，安全系数高。研究认为Ag+与细菌接触反应，造成细菌固有成分被破坏或产生功能障碍而导致细菌死亡。当微量Ag+到达微生物细胞膜时，因细胞膜带有负电荷，银离子能依靠库仑引力牢固吸附细胞膜，而且银离子还能进一步穿透细胞壁进入细菌内，并与细菌中的巯基(-SH)、氨基(-NH2)等反应，使细菌的蛋白质凝固，破坏细菌的细胞合成酶的活性，使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。另外，银离子也能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统、物质传输系统。可见，其作用发挥在很大程度上依赖于Ag+离子溶出杀菌。Ag+离子溶出率过慢导致抗菌活性下降，溶出率过快则会对抗菌剂耐久性产生不利影响，因此控制Ag+离子溶出率是该类抗菌剂研制的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型Ag-SiO2复合材料的制备方法，该方法以中空介孔结构的SiO2微球作为载体，使Ag负载于SiO2微球球壳内壁，从而获得缓释型银基抗菌剂，提高抗菌剂稳定性和持久性。
本发明提供的新型Ag-SiO2复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚苯乙烯微球加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸中，30~60℃下搅拌2~8 h，反复离心、去离子水洗涤四次，然后重新分散到无水乙醇中，得到质量浓度为5g/L的磺化聚苯乙烯分散液；
（2）在上述磺化聚苯乙烯分散液中，加入硝酸银水溶液，使混合后溶液中磺化聚苯乙烯与硝酸银的质量比为1∶1~1∶10；室温避光搅拌2~12 h，离心、洗涤后，将所得固态产物在质量百分比浓度为50%的乙醇水溶液中分散，得到载银聚苯乙烯复合微球分散液；
（3）将上述载银聚苯乙烯复合微球分散液用氨水调节pH值为8~11，然后加入正硅酸乙酯，室温下搅拌12~48 h，所得产物经离心、洗涤、干燥后，在550℃下保温2~5 h，即获得Ag-SiO2复合材料。
本发明所述步骤（1）中，聚苯乙烯微球在浓硫酸中的质量浓度为5~30 g/L。
本发明所述步骤（2）中，硝酸银水溶液浓度为3~15 g/L。
本发明中，控制步骤（3）中正硅酸乙酯的加入量为：使步骤（1）所述磺化聚苯乙烯分散液中的磺化聚苯乙烯与正硅酸乙酯的质量比为1∶10~1∶30。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
通过控制SiO2微球特殊的中空及介孔结构，并且调节银的负载量，使负载在SiO2球壳内壁的银可以从球壳上的介孔缓慢扩散到球壳外部，从而实现对银离子溶出率以及溶出浓度的控制，综合提高抗菌剂抗菌活性及抗菌耐久性。因此，可有效避免传统抗菌剂因银负载于材料外表面易发生的活性成分流失、抗菌性能降低等问题。
附图说明
图1是本发明中Ag-SiO2复合材料的扫描电镜照片；
图2是本发明中Ag-SiO2复合材料的银元素分布照片，显示银在SiO2球壳中分布较为均匀。
具体实施方式
以下通过实例进一步对本发明进行描述。
本发明中新型Ag-SiO2复合材料的制备方法包括如下几个步骤：
（1）将聚苯乙烯微球加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸中，30~60℃下搅拌2~8 h，反复离心、去离子水洗涤四次，然后重新分散到无水乙醇中，得到质量浓度为5g/L的磺化聚苯乙烯分散液；
（2）在上述磺化聚苯乙烯分散液中，加入硝酸银水溶液，使混合后溶液中磺化聚苯乙烯与硝酸银的质量比为1∶1~1∶10；室温避光搅拌2~12 h，离心、洗涤后，将所得固态产物在质量百分比浓度为50%的乙醇水溶液中分散，得到载银聚苯乙烯复合微球分散液；
（3）将上述载银聚苯乙烯复合微球分散液用氨水调节pH值为8~11，然后加入正硅酸乙酯，室温下搅拌12~48 h，所得产物经离心、洗涤、干燥后，在550℃下保温2~5 h，即获得Ag-SiO2复合材料。
各实施例如下表所示
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种新型Ag-SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将聚苯乙烯微球加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸中，30~60℃下搅拌2~8 h，反复离心、去离子水洗涤四次，然后重新分散到无水乙醇中，得到质量浓度为5g/L的磺化聚苯乙烯分散液；
（2）在上述磺化聚苯乙烯分散液中，加入硝酸银水溶液，使混合后溶液中磺化聚苯乙烯与硝酸银的质量比为1∶1~1∶10；室温避光搅拌2~12 h，离心、洗涤后，将所得固态产物在质量百分比浓度为50%的乙醇水溶液中分散，得到载银聚苯乙烯复合微球分散液；
（3）将上述载银聚苯乙烯复合微球分散液用氨水调节pH值为8~11，然后加入正硅酸乙酯，室温下搅拌12~48 h，所得产物经离心、洗涤、干燥后，在550℃下保温2~5 h，即获得Ag-SiO2复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中聚苯乙烯微球在浓硫酸中的质量浓度为5~30 g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中硝酸银水溶液浓度为3~15 g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制步骤（3）中正硅酸乙酯的加入量为：使步骤（1）所述磺化聚苯乙烯分散液中的磺化聚苯乙烯与正硅酸乙酯的质量比为1∶10~1∶30。
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