CN105379758B - 载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法 - Google Patents

载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法，以天然伊蒙黏土为载体，以壳聚糖季铵盐为银离子还原剂和稳定剂，利用壳聚糖季铵盐和伊蒙黏土之间的静电作用，一步法制得载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂。本发明在制备过程中，所用原料源于自然，没有使用表面活性剂等其它化学试剂，制备工艺绿色环保，该杂化材料同时具有有机抗菌剂（壳聚糖季铵盐）和无机抗菌剂（银纳米粒子）特征，应用于养殖饲料、食品包装抗菌膜和抗菌塑料等方面。

Description

载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法，属于无机-有机杂化抗菌材料的制备及其应用技术领域。
背景技术
抗菌剂是指能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在一定水平以下的化学物质。常见抗菌剂包括有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂。其中，天然抗菌剂主要是天然物质的提取物，其抗菌能力较弱，资源有限；而有机抗菌剂耐热性差些，容易水解，有效期短；无机抗菌剂由于稳定性、持久性、安全性好，抗菌谱广、不易产生耐药性和适于高温加工等优点而成为首选。
通过物理吸附、离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在多孔材料的表面可制成抗菌剂。近年来，银系抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。专利CN101744002 B、CN 102239887 B、CN 101744001 B和CN 101297654 B分别报道了硅锌介孔材料载银抗菌剂、纳米级磷酸锆载银复合无机抗菌剂、含银硅基介孔抗菌剂和载银二氧化硅-壳聚糖复合抗菌剂的制备方法。其中，载体多为合成的多孔材料，生产成本较高、制备方法复杂，且在制备过程中涉及甲醛、表面活性剂、硅烷偶联剂等有机化学试剂。
伊蒙黏土是由伊利石（水云母30～70%）和蒙脱石（膨润土20～49%）两种黏土矿物组成的，具有两种矿物的独特性能，因而已在杀菌悬浮剂（CN 102742573 A）和脱色剂（CN103007876 A）等方面得到了应用。天然产出的伊蒙黏土具有亲水性的负表面电荷，对极性较强的物质有较好的吸附性能。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法，以壳聚糖季铵盐与伊蒙黏土相互作用，一步法制备载银有机-无机杂化抗菌剂，在提升抗菌性能的同时降低生产成本。
本发明的技术解决方案是：以天然伊蒙黏土为载体，以壳聚糖季铵盐为银离子还原剂和稳定剂，利用壳聚糖季铵盐和伊蒙黏土之间的静电作用，一步法制得载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂；其特征在于包括以下步骤：在搅拌条件下，将壳聚糖季铵盐溶于水中，然后加入伊蒙黏土，分散均匀后再加入硝酸银，之后将体系温度升至50 ~ 90 ºC反应2 ~ 8 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂。
其中，所述壳聚糖季铵盐的季铵化碳链长度在4 ~ 18之间，取代度大于50%，其配置浓度为1 mg/mL。
其中，所述伊蒙黏土为天然形成的，使用前粉碎200目过筛，其加入量为壳聚糖季铵盐质量的1 ~ 10倍。
其中，所述硝酸银的加入量为壳聚糖季铵盐质量的0.1 ~ 1倍。
本发明具有以下优点：1、以天然伊蒙黏土为载体，以壳聚糖季铵盐为银离子的还原剂和稳定剂，利用壳聚糖季铵盐和伊蒙黏土之间的静电作用，一步法制得载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂，生成银纳米粒子完全固载在伊蒙黏土表面，粒径分布均一，没有出现团聚现象；2、将有机抗菌材料（壳聚糖季铵盐）和无机抗菌剂（银纳米粒子）有机结合，抗菌性能优异；3、在制备过程中，没有使用表面活性剂、还原剂（硼氢化钠）等化学试剂，所用原料绿色环保、储量丰富，制得的杂化抗菌剂具有良好的生物相容性；4、该法制备工艺简单，生产成本低，绿色环保，容易实现规模化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂（图b），实施例3和实施例5制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化剂（图c 和d）以及天然伊蒙黏土（图a）的透射电镜照片；
图2为实施例1制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂对大肠杆菌K88抗菌结果；
图3为实施例3制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂对大肠杆菌K88抗菌结果；
图4为实施例5制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂对大肠杆菌K88抗菌结果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备、性能作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1：在搅拌条件下，将取代度为62%的100 mg壳聚糖四烷基季铵盐溶于100mL水中，然后加入1 g伊蒙黏土，分散均匀后再加入10 mg硝酸银，之后将体系温度升至50 ºC反应8 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂。
实施例2：在搅拌条件下，将取代度为60%的100 mg壳聚糖十六烷基季铵盐溶于100mL水中，然后加入0.8 g伊蒙黏土，分散均匀后再加入50 mg硝酸银，之后将体系温度升至70ºC反应4 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂。
实施例3：在搅拌条件下，将取代度为90%的100 mg壳聚糖十六烷基季铵盐溶于100mL水中，然后加入0.8 g伊蒙黏土，分散均匀后再加入50 mg硝酸银，之后将体系温度升至70ºC反应4 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂。
实施例4：在搅拌条件下，将取代度为90%的100 mg壳聚糖十八烷基季铵盐溶于100mL水中，然后加入1 g伊蒙黏土，分散均匀后再加入50 mg硝酸银，之后将体系温度升至90 ºC反应2 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂。
实施例5：在搅拌条件下，将取代度为90%的100 mg壳聚糖十八烷基季铵盐溶于100mL水中，然后加入0.1 g伊蒙黏土，分散均匀后再加入100 mg硝酸银，之后将体系温度升至80 ºC反应6 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂。
上述实施例所得的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的结构表征和抗菌性能如下：
1、透射电镜
图1a所示原伊蒙黏土呈典型的二维片层结构，表面光滑；图1b是实施例1载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的透射电镜，当采用低取代度壳聚糖季铵盐并引入银纳米粒子之后，其表面出现了粒径为5 ~ 15 nm的银纳米粒子，其在二维片层上分布均匀，没有明显团聚现象；图1c和1d分别是实施例3和实施例5制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的透射电镜，发现生成银纳米粒子均在伊蒙黏土表面，同时随着硝酸银用量的增加，银纳米粒子的数量明显增加；这表明壳聚糖季铵盐作为还原剂可以还原银离子，同时将生成的银纳米粒子限制在伊蒙黏土表面。
2、载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的抗菌性能
图2为实施例1制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂对大肠杆菌K88的抗菌结果，壳聚糖季铵盐具有广谱抗菌性，载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂对大肠杆菌K88的抗菌性能随着杂化材料添加量的增加而增加，其最小抑菌浓度为25 mg/mL。
图3为实施例3制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂对大肠杆菌K88的抗菌结果，如图所示，其最小抑菌浓度为12.5 mg/mL，表明在相同伊蒙黏土和银含量的前提下，壳聚糖季铵盐的取代度越高，其杂化抗菌剂的抗菌效果越好。
图4为实施例5制备的载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化材料对大肠杆菌K88的抗菌结果，如图所示，在其添加量为6.25 mg/mL、12.5 mg/mL、25 mg/mL和50 mg/mL时均有抑菌效果，其最小抑菌浓度 为6.25 mg/mL，表明银含量较高时抗菌性能较佳。

Claims (1)

1.载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂的制备方法，以天然伊蒙黏土为载体，以壳聚糖季铵盐为银离子还原剂和稳定剂，利用壳聚糖季铵盐和伊蒙黏土之间的静电作用，一步法制得载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂；其包括以下步骤：在搅拌条件下，将壳聚糖季铵盐溶于水中，然后加入伊蒙黏土，分散均匀后再加入硝酸银，之后将体系温度升至50 ~ 90 ºC反应2 ~ 8 h，自然降温至室温后离心分离、洗涤、干燥和粉碎，得杂化抗菌剂；其特征在于：所述壳聚糖季铵盐的季铵化碳链长度在4 ~ 18之间，取代度大于50%，其配置浓度为1 mg/mL；所述伊蒙黏土为天然形成的，使用前粉碎200目过筛，其加入量为壳聚糖季铵盐质量的1 ~ 10倍；所述硝酸银的加入量为壳聚糖季铵盐质量的0.1 ~ 1倍。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106178694A (zh) * 2016-09-13 2016-12-07 芜湖成德龙过滤设备有限公司 基于硅藻土改性的pp熔喷滤芯及其制备方法
CN107159166A (zh) * 2017-07-13 2017-09-15 长春工业大学 一种改性伊利石负载纳米银抑菌材料及其制备方法
CN107242167A (zh) * 2017-08-04 2017-10-13 安徽省泾县丰瑞水产科技有限公司 一种鲟鱼亲鱼培育方法
CN107278991A (zh) * 2017-08-04 2017-10-24 安徽省泾县丰瑞水产科技有限公司 一种鲟鱼、马口鱼集成养殖方法
CN109769803A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 北京纳威克生物科技开发有限公司 一种农药聚电解质纳米胶束及其制备方法
CN113802382A (zh) * 2021-09-23 2021-12-17 同曦集团有限公司 一种抗菌剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100434463C (zh) * 2006-09-08 2008-11-19 武汉大学 一种壳聚糖季铵盐/有机蒙脱土纳米复合材料及其制备方法
CN101724179B (zh) * 2009-12-17 2012-05-09 华南理工大学 壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料的微波辐射制备方法
CN102585302B (zh) * 2012-02-21 2016-04-13 华南理工大学 载银壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料及其制法和应用
CN104845425A (zh) * 2015-04-08 2015-08-19 深圳市美盈森环保科技股份有限公司 防霉抗菌剂及防霉抗菌涂料的制作方法

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