CN102939958A - 一种载银贝壳粉抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载银贝壳粉抗菌剂,所述抗菌剂以贝壳粉为载体,载体上负载有银离子,所述银离子的负载量以银的前驱体计,银的前驱体计占贝壳粉重量的0.005~5%。本发明还公开了载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,包括以下步骤:1)将贝壳原料去角质,然后加相当于去角质的贝壳重量20~80%的水搅拌制得料浆,并对所得料浆进行湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;2)将相当于去角质的贝壳重量0.01~10%的银的前驱体加入步骤1)的贝壳微粉料浆中,在5~100℃温度下进行搅拌0.5~72小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;3)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。

Description

一种载银贝壳粉抗菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及贝壳利用领域,尤其涉及一种载银贝壳粉抗菌剂及其制备方法。
背景技术
抗菌粉体可分为无机抗菌粉体和有机抗菌粉体,无机抗菌剂的主要品种有香草醛或乙基香草醛类化合物,常用于聚乙烯类食品包装膜中,起抗菌作用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。目前有机抗菌剂的安全性尚在研究中。一般来说有机抗菌剂耐热性差些,容易水解,有效期短。无机抗菌剂是利用银、铜、锌等金属的抗菌能力,通过物理吸附离子交换等方法,将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成。迄今为止所使用的抗菌剂载体有沸石、托勃莫来石、磷酸钙、磷酸锆、蒙脱石、磷酸钛盐、粘土矿物、可溶性玻璃、硅酸玻璃、硅胶、氧化铝溶胶和活性炭等。其中,应用最广泛的是沸石抗菌剂。目前使用这些载体所制得的抗菌剂的抗菌效果较好,但均有一定的缺点。如分散性能差,抗菌性能不均一,使用不便;容易产生色变;制备工艺较复杂,生产成本较高等问题。
贝壳是一种生物矿化作用形成的生物矿物材料,其化学成分中碳酸钙约占95%,其余约5%为蛋白质、甲壳素等有机基质。由于碳酸钙晶体在贝壳珍珠层有序沉积,形成多级有序的纳米超微结构,贝壳是由碳酸钙和生物大分子组成的纳米复合材料,经适当的碱液处理和机械力化学作用,使生物大分子链间原有的一些键和基团被破坏,表面暴露出大量的各种活性官能团如氨基、酰胺基、羧基、羟基等。这些活性官能团是提供了银离子负载的场所,同时,部分纤维蛋白溶胀降解,甲壳素转化为壳聚糖,壳聚糖自身具有抗菌性能。
发明内容
本发明的目的在于利用银较高的抗菌性能,以及贝壳粉体的分散性能好和结合位点多的特点,提供一种载银贝壳粉抗菌剂及其制备方法。
一种载银贝壳粉抗菌剂,所述抗菌剂以贝壳粉为载体,载体上负载有银离子,所述银离子的负载量以银的前驱体计,银的前驱体计占贝壳粉重量的0.005~5%。
贝壳是一种生物矿化作用形成的生物矿物材料,其化学成分中碳酸钙约占95%,其余约5%为蛋白质、甲壳素等有机基质。制作抗菌剂的贝壳原料来源广,成本较低,且耗能小。
本发明还提供了上述载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,包括以下步骤:
1)将贝壳原料去角质,然后加相当于去角质的贝壳重量20~80%的水搅拌制得料浆,并对所得料浆进行湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
2)将相当于去角质的贝壳重量0.01~10%的银的前驱体加入步骤1)的贝壳微粉料浆中,在5~100℃温度下进行搅拌0.5~72小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
3)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
本发明采用剥片机对步骤1)中的料浆进行湿法研磨;且银离子在搅拌过程中进行负载。
将步骤1)中的贝壳原料置于碱液中浸泡0.5~24小时,去除角质层,并水洗至中性得到去角质的贝壳。
贝壳一般可分为三层,分别为角质层、棱柱层和珍珠层,最外层为黑褐色的角质层,薄而透明,有防止碳酸侵蚀的作用,由外套膜边缘分泌的壳质素构成;本发明将贝壳原料置于碱液中浸泡一段时间,以去除贝壳的角质层。
所述碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钙水溶液、次氯酸钠水溶液中的至少一种。
所述碱液质量百分比浓度为0.1~10%,起到破坏角质层中蛋白质肽链作用,达到剥离角质层和珍珠层的目的。
本发明所用的碱液可以为上述三种溶液的一种,也可以为其中两种或两种以上的溶液组成的混合液。碱液可优选为氢氧化钠水溶液和氢氧化钙水溶液的混合溶液。
所述贝壳为贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、文蛤壳、珍珠贝壳或河蚌壳。
本发明所用的贝壳并不局限于某种特定的贝壳,可以为一种类型的贝壳,也可以采用两种或两种类型以上的贝壳作为本发明的原料。
所述的银的前驱体是硝酸银、氟化银或高氯酸银。
银离子化合物不同,在制备的过程中加入的量不同,具体可根据实际情况进行选择,例如:相当于去角质的贝壳重量8%的硝酸银,相当于去角质的贝壳重量0.01%的高氯酸银。
本发明的优点是原料来源广、成本低,操作条件温和,工艺简单,设备投资和能耗小,制备的载银贝壳粉抗菌剂分散性和抗菌性能好,可广泛应用于化妆品、橡胶、涂料等行业。
具体实施方式:
实施例1:
1)将贻贝壳原料置于氢氧化钠水溶液中浸泡12小时,去除角质层;
2)将步骤1)所得去角质的贻贝壳水洗至中性,加相当于去角质的贻贝壳重量20%的水高速搅拌制得料浆,所得料浆用剥片机湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
3)将相当于去角质的贻贝壳重量0.1%的硝酸银加入步骤2)所得贝壳微粉料浆中,在60℃温度下进行搅拌6小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
4)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
实施例2:
1)将扇贝壳原料置于氢氧化钙水溶液中浸泡24小时,去除角质层;
2)将步骤1)所得去角质的扇贝壳水洗至中性,加相当于去角质的扇贝壳重量80%的水高速搅拌制得料浆,所得料浆用剥片机湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
3)将相当于去角质的扇贝壳重量10%的硝酸银加入步骤2)所得贝壳微粉料浆中,在100℃温度下进行搅拌72小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
4)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
实施例3:
1)将牡蛎壳原料置于次氯酸钠水溶液中浸泡0.5小时,去除角质层;
2)将步骤1)所得去角质的牡蛎壳水洗至中性,加相当于去角质的牡蛎壳重量20%的水高速搅拌制得料浆,所得料浆用剥片机湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
3)将相当于去角质的牡蛎壳重量10%的氟化银水溶液加入步骤2)所得贝壳微粉料浆中,在5℃温度下进行搅拌0.5小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
4)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
实施例4:
1)将文蛤壳原料置于氢氧化钠水溶液和氢氧化钙水溶液组成的混合溶液中浸泡4小时,去除角质层;
2)将步骤1)所得去角质的文蛤壳水洗至中性,加相当于去角质后的文蛤壳重量50%的水高速搅拌制得料浆,所得料浆用剥片机湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
3)将相当于去角质后的文蛤壳重量0.01%的高氯酸银加入步骤2)所得贝壳微粉料浆中,在50℃温度下进行搅拌12小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
4)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
实施例5:
1)将珍珠贝壳原料置于氢氧化钙水溶液和次氯酸钠水溶液组成的混合溶液中浸泡24小时,去除角质层;
2)将步骤1)所得去角质的珍珠贝壳水洗至中性,加相当于去角质的珍珠贝壳重量30%的水高速搅拌制得料浆,所得料浆用剥片机湿法研磨,
制得贝壳微粉浆料;
3)将相当于去角质的珍珠贝壳重量10%的氟化银加入步骤2)所得贝壳微粉料浆中,在50℃温度下进行搅拌12小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
4)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
表1是实施例5得到的载银贝壳粉抗菌剂抗菌性能检测结果
Figure BDA00002392202100051
从表1中可以看出,本发明的载银贝壳粉抗菌剂具有较好的抗菌性能。
实施例6:
1)将河蚌壳原料置于氢氧化钠水溶液和次氯酸钠水溶液组成的混合溶液中浸泡0.5小时,去除角质层;
2)将步骤1)所得去角质的河蚌壳水洗至中性,加相当于去角质的河蚌壳重量80%的水高速搅拌制得料浆,所得料浆用剥片机湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
3)将相当于去角质的河蚌壳重量0.01%的高氯酸银加入步骤2)所得贝壳微粉料浆中,在50℃温度下进行搅拌0.5小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
4)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。

Claims (8)

1.一种载银贝壳粉抗菌剂,其特征在于,所述抗菌剂以贝壳粉为载体,载体上负载有银离子,所述银离子的负载量以银的前驱体计,银的前驱体计占贝壳粉重量的0.005~5%。
2.一种载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将贝壳原料去角质,然后加相当于去角质的贝壳重量20~80%的水搅拌制得料浆,并对所得料浆进行湿法研磨,制得贝壳微粉浆料;
2)将相当于去角质的贝壳重量0.01~10%的银的前驱体加入步骤1)的贝壳微粉料浆中,在5~100℃温度下进行搅拌0.5~72小时,得到负载有银离子的贝壳微粉浆料;
3)将负载有银离子的贝壳微粉浆料进行压滤、干燥粉碎得到载银贝壳粉抗菌剂。
3.如权利要求2所述的载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,将步骤1)中的贝壳原料置于碱液中浸泡0.5~24小时,去除角质层,并水洗至中性得到去角质的贝壳。
4.如权利要求3所述的载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钙水溶液、次氯酸钠水溶液中的至少一种。
5.如权利要求4所述的载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述碱液为氢氧化钠水溶液和氢氧化钙水溶液的混合溶液。
6.如权利要求5所述的载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述碱液质量百分比浓度为0.1~10%。
7.如权利要求2所述的载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述贝壳为贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、文蛤壳、珍珠贝壳或河蚌壳。
8.如权利要求7所述的载银贝壳粉抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述银的前驱体为硝酸银、氟化银或高氯酸银。
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