CN106120151A - 一种除甲醛复合纤维膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制备抗菌纳米纤维；（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，制得除甲醛复合纤维；（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。本发明分别制作抗菌纤维和除甲醛纤维，再复合成膜，通过抗菌复合物和硅藻土/多孔碳的协同作用。使得复合纤维膜具有优异抗菌和除甲醛性能，满足多功能纤维膜的需求，进一步拓宽其应用。

Description

一种除甲醛复合纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及了复合纤维膜技术领域，特别是涉及了一种除甲醛复合纤维膜的制备方法。
背景技术
纳米纤维膜具有表面积大，孔隙率高，结构疏松，能够按照需要的功能预先设计组成，模拟细胞外基质，制备方法简单等优点而在很多领域有着巨大的应用潜能，现已在食品、医药、日化等领域有了很广泛的应用。尤其是以天然高聚物为纺丝液制备的纳米纤维膜，除了具有以上特点外，还具有优异的生物相容性，生物可降解性和可再生性等。
现有技术制得的载银纳米颗粒/复合纤维膜生物相容性差、制备过程有副产物产生造成纤维膜结构被破坏，使得抗菌纤维膜应用受限。而且由于纳米银呈颗粒状，粒度为纳米级别，往往只能聚集在石墨烯的特定部位，无法均匀分布在表面，从而影响的抗菌效果；另一方面，纳米银与石墨烯无法紧密结合（特别是当纳米银颗粒含量增加时，容易发生团聚现象），在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果。同时，现有的纤维膜功能较单一，一种纤维膜无法满足多种需求，往往是通过叠加多种功能的纤维膜材料，但较难达到所预期的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种除甲醛复合纤维膜的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维。溶液静电纺丝参数设置 ： 纺丝距离 12cm，电压 20KV，供液速率3ml/h。该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。
（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。再将经上述处理的3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维。熔体静电纺丝的参数设置：纺丝温度为聚合物B熔融温度50℃以上，纺丝距离12cm，纺丝电压 30kV。
（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。复合方法为热压法、胶粘法、混纺法中的一种。
小分子溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、甲酸、乙酸、丙酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多者的混合物。
聚合物A为聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚醚砜树脂、聚(L-乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一种或多种。
偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或其混合物。
聚合物B为聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸脂、聚乙烯、聚丙烯、聚(L-乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜树脂中的一种或多种。
抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或其混合物。
增塑剂为聚酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂或其混合物。
所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。
在本发明中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。
（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。
（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。
（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加浓度为0.01～0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。
（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1~2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。
（6）将0.1~0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1 M硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（8）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm）配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（7）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点（两者质量比为2:1~3）超声搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120℃下保温15~30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。
本发明具有如下有益效果：
本发明将纳米硅藻土预分散在多孔碳内再与聚合物反应，既提高了硅藻土的分散性也使得聚合物纤维具有抗甲醛的特性；分别先制备负载氧化锌的石墨烯量子点和负载银/二氧化钛的石墨烯量子点，然后表面处理，最后附着在多孔石墨烯上，可以更好地负载并固定银纳米粒子和氧化锌，防止其团聚，显著提高银纳米粒子和氧化锌的稳定性，使银纳米粒子和氧化锌具有更长效的抗菌活性；同时复合了银粒子、二氧化钛以及氧化锌的抗菌性能，相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果，抗菌持久；分别制作抗菌纤维和除甲醛纤维，再复合成膜，经过抗菌复合物和硅藻土/多孔碳的协同作用，使得复合纤维膜具有优异抗菌和除甲醛性能，满足多功能纤维膜的需求，进一步拓宽其应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5g C60粉末，量取50ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混合液；称取3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应8h；快速加入200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30min，激光辐照功率为2W。
（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为0.5mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）80ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。
（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.005g氧化石墨加入到8mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）并加入0.2g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌20min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200W，240℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。
（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50℃，滴加浓度为0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为4:2:1。
（5）将0.1g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率， 500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应2小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。
（6）将0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾）加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100℃，反应2h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.005g氧化石墨加入到10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）并加入0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200W， 240℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（8）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm）配制成浓度为0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（7）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点（两者质量比为1:1）超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。
实施例2
一种抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.7g C60粉末，量取80ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混合液；称取2g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应6h；快速加入200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照45min，激光辐照功率为1.5W。
（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为0.8mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。
（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.008g氧化石墨加入到10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）并加入0.1g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌20min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为300W，220℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。
（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.003mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50℃，滴加浓度为0.05mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3:3:2。
（5）将0.3g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率， 500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的石墨烯量子点的质量比为 2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。
（6）将0.2mol/L钛源（钛源为氟钛酸铵）加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100℃，反应3h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.008g氧化石墨加入到8mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）并加入0.2g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为300W，220℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（8）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm）配制成浓度为0.5mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）80ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（7）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点（两者质量比为2:3）超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。
实施例3
一种抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.8g C60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混合液；称取1g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5h；快速加入100ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照60min，激光辐照功率为1W。
（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。
（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.01g氧化石墨加入到5mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）并加入0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌20min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为400W，200℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。
（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50℃，滴加浓度为0.01mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3:2:1。
（5）将0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率， 500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。
（6）将0.1mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至110℃，反应4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.01g氧化石墨加入到5mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）并加入0.1g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为400W，200℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
（8）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm）配制成浓度为0.2mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）80ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（7）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点（两者质量比为2:1）超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。
对比例1
一种抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5g C60粉末，量取100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混合液；称取3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应8h；快速加入200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液。
（2）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（500W超声功率，300rpm搅拌速度）50ml石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50℃，滴加浓度为0.01mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3:2:1。
（3）将0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率， 500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。
（4）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm）配制成浓度为0.2mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。
对比例2
一种抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm）配制成浓度为0.5mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度）100ml石墨烯分散溶液，滴加浓度为0.003mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50℃，滴加浓度为0.04mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯抗菌材料。
本发明所制备出的抗菌复合材料的抗菌活性评价的具体过程和步骤如下：
测试的细菌分别为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌；参照最小抑菌浓度（minimalinhibitory concentration, MIC）的测试方法（Xiang Cai, Shaozao Tan,Aili Yu,Jinglin Zhang, Jiahao Liu, Wenjie Mai, Zhenyou Jiang. Sodium1-naphthalenesulfonate- functioned reduced graphene oxide stabilize the silvernanoparticles with lower cytotoxicity and long-term antibacterialactivity.Chemistry-An Asian Journal. 2012, 7(7):1664-1670.），先用电子天平称取一定量的各实施例和对比例所制备的抗菌复合材料，将抗菌复合材料用MH肉汤对倍系列稀释到不同浓度，分别加入到含有一定菌量的MH培养液中，使最终菌液的浓度约为106个/mL，然后在37℃下振荡培养24h，观察其结果，如表1所示。不加抗菌样品的试管作为对照管，无菌生长的实验管液体透明，以不长菌管的抗菌剂计量为该抗菌剂的最低抑菌浓度(MIC)。
表1：实施例1~3和对比例1、2抗菌复合材料的抗菌性能
长效性试验：在40℃恒温水槽中放一锥形瓶，瓶内加入1g 各实施例和对比例所制备的抗菌复合材料样品和200mL盐水（0.9mass%），并分别在水中浸泡6、24、72h后取样，测定其最低抑菌浓度，如表2所示。
表2：实施例1~3和对比例1、2抗菌复合材料的长效抗菌活性
实施例4
一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80份乙醇将20份聚(L-乳酸)溶解；在200rpm搅拌下滴加浓度为0.04mol/l的实施例2抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚(L-乳酸)溶液体积比为8:1；继续搅拌40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维；溶液静电纺丝参数设置 ：纺丝距离12cm，电压20KV，供液速率3ml/h。该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中， 800rpm搅拌2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干。
（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中， 800rpm搅拌 2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干；再将经上述处理的3份硅藻土/多孔碳与40份聚乙烯、40份聚丙烯、1份抗氧剂168、12份聚酯类增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维；熔体静电纺丝的参数设置：纺丝温度为聚合物B熔融温度50℃以上，纺丝距离12cm，纺丝电压 30kV。所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。
（3）将通过热压法步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。
实施例5
一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80份乙醇将20份聚(L-乳酸)溶解；在200rpm搅拌下滴加浓度为0.04mol/l的实施例2抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚(L-乳酸)溶液体积比为10:2；继续搅拌40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维；溶液静电纺丝参数设置 ：纺丝距离12cm，电压20KV，供液速率3ml/h。该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中， 800rpm搅拌2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干。
（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中， 800rpm搅拌 2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干；再将经上述处理的5份硅藻土/多孔碳与40份聚乙烯、40份聚丙烯、1份抗氧剂168、12份聚酯类增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维；熔体静电纺丝的参数设置：纺丝温度为聚合物B熔融温度50℃以上，纺丝距离12cm，纺丝电压 30kV。所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。
（3）将通过热压法步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。
实施例6
一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80份乙醇将20份聚(L-乳酸)溶解；在200rpm搅拌下滴加浓度为0.04mol/l的实施例2抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚(L-乳酸)溶液体积比为8:2；继续搅拌40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维；溶液静电纺丝参数设置 ：纺丝距离12cm，电压20KV，供液速率3ml/h。该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中， 800rpm搅拌2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干。
（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中， 800rpm搅拌 2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干；再将经上述处理的8份硅藻土/多孔碳与40份聚乙烯、40份聚丙烯、1份抗氧剂168、12份聚酯类增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维；熔体静电纺丝的参数设置：纺丝温度为聚合物B熔融温度50℃以上，纺丝距离12cm，纺丝电压 30kV。所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。
（3）将通过热压法步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。
对比例3
基于实施例6的制备方法，不同之处在于：未添加抗菌复合物。
对比例4
基于实施例6的制备方法，不同之处在于：未添加硅藻土/多孔碳。
对比例5
基于实施例6的制备方法，不同之处在于：所述抗菌复合物为纳米银抗菌剂。
对比例6
基于实施例6的制备方法，不同之处在于：所述硅藻土/多孔碳替换为硅藻土。
将实施例4至6和对比例3至6进行抗菌率和甲醛净化率测试，结果如下：
抗菌均匀性评价：在同一纤维膜上选取100个区域进行灭菌测试，对测得的数据进行均匀度分析，通过均匀度=100*(1-标准偏差/平均值)。当均匀度大于97%，则标记为▲；当均匀度大于90%且小于97%，则标记为☆；当均匀度低于90%，则标记为╳。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维；
（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干；再将经上述处理的3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维；
（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。
2.根据权利要求1所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。
3.根据权利要求1所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述复合方法为热压法、胶粘法、混纺法中的一种。
4.根据权利要求1所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。
5.根据权利要求1所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合材料的制备方法如下：
（1）制备石墨烯量子点悬浮液：100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W；
（2）称取氧化锌量子点配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点；
（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理；
（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；
（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；干燥得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点；
（6）将0.1~0.3mol/L钛源加入到1mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点；
（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理；
（8）称取多孔石墨烯配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液；超声搅拌80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（7）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点，超声搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120℃下保温15~30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。
6.根据权利要求5所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述石墨烯量子点悬浮液的制备方法如下：称取0.5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。
7.根据权利要求5所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，墨烯为2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm的多孔石墨烯。
8.根据权利要求5所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理具体为：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂中，超声搅拌并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
9.根据权利要求5所述的除甲醛复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理具体为：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂中，超声搅拌并加入0.1~0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。
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