CN106750577A - 改性碳纳米管‑壳聚糖复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种改性碳纳米管‑壳聚糖复合材料的制备方法，包含以下步骤：（1）用多巴胺对多壁碳纳米管进行改性，得到多巴胺改性的碳纳米管；（2）将壳聚糖溶液与戊二醛溶液搅拌混合反应，在蒸馏水中渗析，得壳聚糖‑戊二醛溶液；将步骤（1）得到的改性碳纳米管材料配制成2mmol/L的改性碳纳米管溶液，加入到壳聚糖‑戊二醛溶液中反应，然后加入硼氢化钠溶液，在蒸馏水中渗析，然后静置，抽滤，洗涤，干燥。本发明操作简单，制备得到的改性碳纳米管‑壳聚糖复合材料，壳聚糖的接枝量高，为71.78%，该复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及鳗弧菌均表现出优异的抑菌性能，具有广谱抑菌性能。

Description

改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料的制备领域，具体涉及一种改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法。
背景技术
壳聚糖（CS）作为一种天然生物高分子，具有良好的生物相容性、抑菌性。CS 结构中含有游离氨基和羟基，这些基团有良好的化学反应特性。在当今无锡、低毒的环境友好型防污剂发展趋势下，壳聚糖及其衍生物材料发挥越来越重要的作用。但是壳聚糖在中性及碱性溶液中不能溶解，制约了其广泛应用。壳聚糖与铜、锌等金属离子及聚砜类高分子材料复合后可以更好地发挥其防污抑菌性能。
多壁碳纳米管（MWCNTs）有着与聚合物相似的结构，尤其是具有很大的比表面积以及纳米级的圆柱形孔洞结构，使其具有很强的吸附控释能力。且其表面可修饰多种官能团，常与聚合物复合制成高性能的复合材料，此类复合材料在传感、吸附和生物医药等领域具有广阔的应用前景。但是碳纳米管由于具有高比表面积和表面自由能，纳米颗粒之间十分容易发生团聚，分散不均匀，限制了其广泛的应用，因此碳管的功能化改性就成了碳纳米管研究领域的一个亟待解决的重要问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）改性碳纳米管的制备：将20mg的多壁碳纳米管超声分散于50 mL的pH 为4.32 的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，再向溶液中添加30 mg多巴胺，通入氮气，在25℃下水浴条件下磁力搅拌24h，将产物抽滤，用去离子水洗涤3次，将产物干燥，得到多巴胺改性的碳纳米管；
（2）改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备：将30mL的质量分数为0.5%壳聚糖溶液与30mL的质量分数为3%的戊二醛溶液搅拌混合反应24h，在蒸馏水中渗析36h，得壳聚糖-戊二醛溶液；将步骤（1）得到的改性碳纳米管材料配制成2mmol/L的改性碳纳米管溶液，取30mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应24 h，然后加入3mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液，在蒸馏水中渗析30h，然后静置12-24h，将反应液抽滤，用乙酸溶液及去离子水分别洗涤3次，在50℃下真空干燥10 h。
优选地，步骤（1）中干燥的条件为：先在90℃下干燥2h，然后在在50℃真空干燥10h。
优选地，步骤（2）中乙酸溶液的质量浓度为50%。
优选地，步骤（2）中静置18h。
本发明的优点：
本发明操作简单，制备得到的改性碳纳米管-壳聚糖复合材料，壳聚糖的接枝量高，为71.78%，该复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及鳗弧菌均表现出优异的抑菌性能，具有广谱抑菌性能。
具体实施方式
实施例1
改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）改性碳纳米管的制备：将20mg的多壁碳纳米管超声分散于50 mL的pH 为4.32 的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，再向溶液中添加30 mg多巴胺，通入氮气，在25℃下水浴条件下磁力搅拌24h，将产物抽滤，用去离子水洗涤3次，将产物干燥，得到多巴胺改性的碳纳米管；
（2）改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备：将30mL的质量分数为0.5%壳聚糖溶液与30mL的质量分数为3%的戊二醛溶液搅拌混合反应24h，在蒸馏水中渗析36h，得壳聚糖-戊二醛溶液；将步骤（1）得到的改性碳纳米管材料配制成2mmol/L的改性碳纳米管溶液，取30mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应24 h，然后加入3mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液，在蒸馏水中渗析30h，然后静置12h，将反应液抽滤，用乙酸溶液及去离子水分别洗涤3次，在50℃下真空干燥10 h。
实施例2
改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）改性碳纳米管的制备：将20mg的多壁碳纳米管超声分散于50 mL的pH 为4.32 的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，再向溶液中添加30 mg多巴胺，通入氮气，在25℃下水浴条件下磁力搅拌24h，将产物抽滤，用去离子水洗涤3次，将产物干燥，得到多巴胺改性的碳纳米管；
（2）改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备：将30mL的质量分数为0.5%壳聚糖溶液与30mL的质量分数为3%的戊二醛溶液搅拌混合反应24h，在蒸馏水中渗析36h，得壳聚糖-戊二醛溶液；将步骤（1）得到的改性碳纳米管材料配制成2mmol/L的改性碳纳米管溶液，取30mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应24 h，然后加入3mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液，在蒸馏水中渗析30h，然后静置24h，将反应液抽滤，用乙酸溶液及去离子水分别洗涤3次，在50℃下真空干燥10 h。
实施例3
改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）改性碳纳米管的制备：将20mg的多壁碳纳米管超声分散于50 mL的pH 为4.32 的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，再向溶液中添加30 mg多巴胺，通入氮气，在25℃下水浴条件下磁力搅拌24h，将产物抽滤，用去离子水洗涤3次，将产物干燥，其中，干燥的条件为：先在90℃下干燥2h，然后在在50℃真空干燥10h，得到多巴胺改性的碳纳米管；
（2）改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备：将30mL的质量分数为0.5%壳聚糖溶液与30mL的质量分数为3%的戊二醛溶液搅拌混合反应24h，在蒸馏水中渗析36h，得壳聚糖-戊二醛溶液；将步骤（1）得到的改性碳纳米管材料配制成2mmol/L的改性碳纳米管溶液，取30mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应24 h，然后加入3mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液，在蒸馏水中渗析30h，然后静置18h，将反应液抽滤，用质量浓度为50%的乙酸溶液及去离子水分别洗涤3次，在50℃下真空干燥10 h。

Claims (4)

1.改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）改性碳纳米管的制备：将20mg的多壁碳纳米管超声分散于50 mL的pH 为4.32 的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，再向溶液中添加30 mg多巴胺，通入氮气，在25℃下水浴条件下磁力搅拌24h，将产物抽滤，用去离子水洗涤3次，将产物干燥，得到多巴胺改性的碳纳米管；
（2）改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备：将30mL的质量分数为0.5%壳聚糖溶液与30mL的质量分数为3%的戊二醛溶液搅拌混合反应24h，在蒸馏水中渗析36h，得壳聚糖-戊二醛溶液；将步骤（1）得到的改性碳纳米管材料配制成2mmol/L的改性碳纳米管溶液，取30mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应24 h，然后加入3mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液，在蒸馏水中渗析30h，然后静置12-24h，将反应液抽滤，用乙酸溶液及去离子水分别洗涤3次，在50℃下真空干燥10 h。
2.根据权利要求1所述的改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中干燥的条件为：先在90℃下干燥2h，然后在在50℃真空干燥10h。
3.根据权利要求1所述的改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中乙酸溶液的质量浓度为50%。
4.根据权利要求1所述的改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中静置18h。
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