CN112480444A - 一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种rGO‑MoS2‑Fe2O3的三元复合抗菌膜材料制备方法及其应用，本发明以还原性氧化石墨烯(rGO)、二硫化钼(MoS2)以及C10H12FeN2NaO8为原料，采用简便的一锅法制备rGO‑MoS2‑Fe2O3的三元复合抗菌材料，其呈现二维材料典型的层状结构，铁颗粒负载成功且分布均匀，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的抑制效果。再将制备的rGO‑MoS2‑Fe2O3三元抗菌复合物作为纳米填料添加到CMC中，采用溶液流延法制备CMC/rGO‑MoS2‑Fe2O3复合膜，提高CMC生物聚合物膜的机械性能，改善其透光率，赋予其更强的抗菌活性，具有抗菌食品包装材料领域的潜在应用。
Description
技术领域
本发明涉及抗菌材料制备技术领域，尤其涉及一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元 复合纳米抗菌膜材料的制备方法及应用。
背景技术
随着社会的发展，人们对食品、药品和医疗器械的安全卫生的需求越来越 重视。抗生素的滥用，导致耐药菌的产生，使人体产生免疫抑制，对疾病抵抗 力下降。抗菌材料作为一种新型功能材料，具有良好的抗菌和杀菌性能，有助 于避免耐药细菌的产生从而保护公共健康。石墨烯和二硫化钼由于其独特的结 构特性和自身可产生氧化应激的性质，在抗菌材料领域显示了巨大的发展潜力。 在食品包装和水消毒等方面领域均具有一定的应用，但石墨烯和二硫化钼的自 身抗菌特性有限，需要与其他材料复合，以增强其抗菌性能。而金属元素的掺 杂已被证实能提高二硫化钼的催化性能，其中，铁的掺杂可以增强催化活性。
在传统的食品包装材料中，一般都是聚丙烯(简称为PP)、聚乙烯(简称为PE) 或聚对苯二甲酸类塑料(简称为PET)等难降解的高分子材料，这对环境会造成严 重的污染，且对食品保藏并没有抑菌性，因此开发利用绿色环保具有抗菌性的 包装材料受到了人们的广泛关注。羧甲基纤维素(CMC)是一种纤维素的水溶 性阴离子线性多糖的半合成衍生物，因其优异的成膜性、生物相容性、良好的 阻气性、亲水性以及稳定的内部网格结构而在食品包装，食品加工和制药行业 中具有广泛的应用。同时，CMC还被用于改善聚合物基复合膜以及可食用涂料 的性能，从而改善食品的保质期。然而，生物聚合物膜的主要缺点是机械性能 差，这限制了其在食品包装中的进一步应用。
因此，本发明通过将先前制备的还原性氧化石墨烯-二硫化钼-三氧化二铁 (rGO-MoS2-Fe2O3)的三元复合抗菌材料作为纳米填料添加到羧甲基纤维素 (CMC)中，采用溶液流延法制备CMC/rGO-MoS2-Fe2O3复合膜，不仅可以提 高CMC生物聚合物膜的机械性能，改善其透光率，更重要的是，赋予其更强的 抗菌活性，具有抗菌食品包装材料领域的更大潜在应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种 rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法及应用。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料，以羧甲基纤维素(CMC) 为基底，将制备的还原性氧化石墨烯-二硫化钼-三氧化二铁(rGO-MoS2-Fe2O3) 的三元抗菌复合物作为纳米填料添加到羧甲基纤维素(CMC)中。
一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，包括以下步 骤：
(1)将单层氧化石墨烯粉末分散于超纯水中，超声处理并磁力搅拌最后得 到氧化石墨烯分散液；
(2)向将步骤(1)得到的氧化石墨烯分散液中加入还原剂硼氢化钠， 60-100℃水浴处理1-2.5h并且保持磁力搅拌，待反应结束后，冷却至室温，离心、 水洗、干燥，最终得到还原性氧化石墨烯粉末；
(3)将二硫化钼粉末和聚乙二醇一起分散在超纯水中，超声处理并磁力搅 拌得到二硫化钼分散液；
(4)将步骤(2)得到的还原性氧化石墨烯粉末分散于超纯水中得到还原 性氧化石墨烯分散液；
(5)将步骤(4)得到的还原性氧化石墨烯分散液与步骤(3)得到的二硫 化钼分散液共同混合，超声处理且磁力搅拌，最后得到第一反应混合物；
(6)将步骤(5)得到的第一反应混合物在110-200℃下油浴并磁力搅拌保 持10-16h，待反应结束后，冷却至室温，离心、水洗、干燥，最终得到还原性 氧化石墨烯和二硫化钼复合材料；
(7)将步骤(2)得到的还原性氧化石墨烯粉末与步骤(3)得到的二硫化 钼分散液共同混合，再加入C10H12FeN2NaO8，搅拌，并用盐酸调pH值为4-5， 得到第二反应混合物；
(8)将步骤(7)所述的第二反应混合物在120-220℃下油浴并磁力搅拌保 持10-16h，待反应结束后，冷却至室温，离心、水洗、干燥，最终得到 rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合材料；
(9)将步骤(8)所述的三元复合材料溶解在超纯水中，用探针型超声波 发生器对溶液进行超声波处理10-20min，然后用均化器进行处理，直到没有沉 淀，得到预溶液；
(10)将步骤(9)所述的不同浓度的预溶液(1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、 5wt％、、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％；基于CMC)与甘油、羧甲 基纤维素混合到超纯水中，在50-80℃下搅拌，继续加热至沸腾，直到溶液中没 有气泡为止，将加热后的溶液倒入特氟隆盒中，干燥，最终得到不同浓度的 rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌膜材料。
优选地，步骤(2)中，硼氢化钠与氧化石墨烯的质量比例为(10-50):1。
优选地，步骤(3)中，聚乙二醇与二硫化钼的质量比例为(1-5):1。
优选地，步骤(5)中，还原性氧化石墨烯分散液与所混合的二硫化钼分散 液中二硫化钼的质量比例为1:(1-10)。
优选地，步骤(7)中，C10H12FeN2NaO8与所混合的二硫化钼分散液中二 硫化钼的质量比例为(1-10):50。
优选地，步骤(10)中，预溶液与甘油的质量比例为(1-10):50。
优选地，步骤(10)中，预溶液与羧甲基纤维素的质量比例为(1-10):100。
上述的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料应用在包括大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌在内的病原菌的抗菌中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的三元复合抗菌膜材料，还原性氧化石墨烯(rGO)比氧化 石墨烯(GO)的导电性更出色，大的比表面积为二硫化钼和铁颗粒的负载提供了 基底；经聚乙二醇功能化的二硫化钼在生理环境中(PBS溶液，pH＝7)具有良 好的分散性；同时，铁的掺杂可以增强复合材料的催化活性，影响二硫化钼的 结晶过程，增加晶格畸变程度，导致催化活性位点增加，激活二硫化钼边缘的 钼和硫，形成与二硫化钼具有协同催化作用的二硫化亚铁，三元复合抗菌材料 作为纳米填料添加到羧甲基纤维素(CMC)中不仅可以提高CMC生物聚合物 膜的机械性能，改善其透光率，更重要的是，赋予其更强的抗菌活性，具有抗 菌食品包装材料领域的潜在应用；
2、本发明采用溶液流延法制备rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌膜材料， 操作简便，易于批量生产；
3、本发明制备rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合膜材料对革兰氏阳性菌-金黄色 葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌均有优异的即时和长久抗菌效果，显示该复 合膜材料在抑制耐药性细菌感染、食品卫生安全等领域比羧甲基纤维素更具有 应用价值。
附图说明
为了更具体直观地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面将 对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要介绍。
图1为rGO-MoS2-Fe2O3(a)的三元复合抗菌材料SEM(电镜分析)照片 以及复合材料所含C(b)、O(c)、Mo(d)、S(e)、Fe(f)的EDS(能谱仪) 分析；
图2为GO，rGO，rGO-MoS2，rGO-MoS2-Fe2O3的FT-IR(傅里叶红外光谱 仪)图(a)以及XRD(X射线衍射仪)图(b)；
图3中分别为rGO，rGO，rGO-MoS2，rGO-MoS2-Fe2O3分别对大肠杆菌和 金黄色葡萄球菌的抑菌效果；
图4为rGO-MoS2-Fe2O3对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC和MBC；
图5为rGO，rGO，rGO-MoS2，rGO-MoS2-Fe2O3分别对大肠杆菌和金黄色 葡萄球菌产生ROS(a)和LDH(b)；
图6为CMCrGO-MoS2-Fe2O3复合膜的透光性曲线图(a)和吸湿性的柱状 图(b)；
图7为选取性能好的CMC/rGO-MoS2-Fe2O3复合膜(C7-C10)包裹的草莓， 放置1、3、5、7天的质量损失柱状图(a)以及总酸滴定柱状图(b)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。
一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料，以羧甲基纤维素(CMC) 为基底，将制备的还原性氧化石墨烯-二硫化钼-三氧化二铁(rGO-MoS2-Fe2O3) 的三元抗菌复合物作为纳米填料添加到羧甲基纤维素(CMC)中。
一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，包括以下步 骤：
(1)还原性氧化石墨烯的制备：
在150mL烧杯中放入80mg干燥的单层氧化石墨烯粉末，并加入80mL超 纯水，超声处理3h；再将氧化石墨烯分散液转移至150mL圆底烧瓶中，加入 800mg硼氢化钠并且剧烈搅拌，在80℃下水浴并且搅拌保持1h；待反应结束 后将圆底烧瓶中的黑色分散液转移至烧杯中冷却至室温，用超纯水离心洗涤三 次(8000rpm，10min)，再放入70℃烘箱中干燥，放置过夜，最终得到还原性 氧化石墨烯黑色固体粉末；
(2)还原性氧化石墨烯-二硫化钼复合材料的制备：
在100mL烧杯中放入(1)所得的还原性氧化石墨烯黑色固体粉末50mg， 0.5g二硫化钼粉末和0.5g聚乙二醇，并加入50mL超纯水，超声处理3h；再 将还原性氧化石墨烯-二硫化钼混合液转移至100mL圆底烧瓶中，110℃油浴并 且在磁力搅拌下保持12h，待反应结束后，将圆底烧瓶中的黑色混合液转移至 烧杯中冷却至室温，用超纯水离心洗涤三次(8000rpm，10min)，放入70℃烘 箱中干燥，放置过夜，最终所得还原性氧化石墨烯-二硫化钼复合材料黑色固体 粉末；
(3)rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌材料的制备：
取(1)所得还原性氧化石墨烯黑色固体粉末50mg，加入50mL超纯水配 成还原性氧化石墨烯分散液，取0.5g二硫化钼粉末和0.5g聚乙二醇，再加入 50mL超纯水配成二硫化钼分散液；在150mL烧杯中将还原性氧化石墨烯分散 液与二硫化钼分散液共同混合，超声处理3h；之后将还原性氧化石墨烯-二硫化 钼分散液转移至150mL圆底烧瓶中，边搅拌边向其中加入1.5g C10H12FeN2NaO8，并用盐酸调剂pH值为4-5，120℃油浴并且在磁力搅拌下保 持16h，待反应结束后将圆底烧瓶中的黑色分散液转移至烧杯中冷却至室温， 用超纯水离心洗涤三次(9000rpm，18min)，放入70℃烘箱中干燥过夜，最终 所得rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌材料黑色固体粉末；
(4)rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备：
取(3)所得三元复合材料0.05g溶解在50ml超纯水中，用探针型超声波发 生器对溶液进行超声波处理10-20分钟，然后用均化器进行处理到没有沉淀，得 到预溶液；再将不同浓度的预溶液(1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、、6 wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％；基于CMC)与1.2g甘油、4g羧甲基纤 维素混合到150ml超纯水中，在50-80℃下搅拌。继续加热至沸腾，直到溶液中 没有气泡最后，将加热后的溶液倒入特氟隆盒中，干燥，最终得到 rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌膜材料。
rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌材料的表征与抗菌应用及食品保鲜测 试：
1.电镜分析(SEM)和能谱仪(EDS)元素分析：
采用扫描电子显微镜(GeminiSEM 300，Carl Zeiss，Germany)对本实例制 备得到的rGO-MoS2-Fe2O3三元复合纳米抗菌材料进行形貌观察分析，结果见附 图1：
图1为本实例中rGO-MoS2-Fe2O3形貌的扫描电镜和元素分析照片，图1(a) 为根据本实例说明制备的rGO-MoS2-Fe2O3形貌的扫描电镜照片，通过图1(a) 可以观察到rGO-MoS2-Fe2O3褶皱结构，呈层状。
图1(b-f)为本实施例中所制备的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米材料的 元素分析，显示了复合材料相应关键元素C、O、Mo、S、Fe的各百分含量，表 明C、O、Mo、S、Fe的存在，进一步证明三元复合材料的成功制备。
2.FT-IR和XRD分析
采傅里叶红外光谱仪(VECTOR-22，Bruker Corp.Gernmany)和X射线衍 射仪(3kW,Rigaku Smartlab,Japan)对本实例所制备的还原性氧化石墨烯、还原 性氧化石墨烯-二硫化钼复合材料以及rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米材料进 行官能团和晶体结构的表征，结果见附图2：
从图2(a)中可以看出在3428cm-1、1629cm-1和1097cm-1处有3个明 显的特征峰，分别对应氧化石墨烯中羟基(-OH)、(C＝C)以及环氧基(C-O-C)， 这表明氧化石墨烯中含氧官能团较为丰富；在氧化石墨烯(GO)逐渐被还原成 还原性氧化石墨烯(rGO)的过程中，位于3426cm-1处的羟基(-OH)含氧峰 的峰强度在材料共混制备的过程中发生明显变化(rGO,rGO-MoS2以及 rGO-MoS2-Fe2O3的谱图中)，这体现了氧化石墨烯的(GO)还原成为rGO的过程，进一步地，在469cm-1和473cm-1处分别显示的是二硫化钼(MoS2)的特 征峰，表明二硫化钼的成功负，。在560cm-1显示的是Fe-O峰,这与XRD结果 相一致。
从图2(b)中可以看出，氧化石墨烯的衍射峰出现在10.7°所对应的(001) 晶面。由布拉格方程2dsinθ＝λ，(001)的晶面间距d(001)为0.8300nm。在 26.6°的位置上为还原性氧化石墨烯的特征衍射峰，对应(002)的晶面；将 2θ＝26.6°代入布拉格公式2dsinθ＝λ，算得晶面间距d(002)为0.3340nm。与氧 化石墨烯相比，还原性氧化石墨烯具有更小的片层间距(0.3340nm<0.8300 nm)，表明还原性氧化石墨烯中的含氧基团较少，氧化石墨烯被成功还原，还原 性氧化石墨烯的成功制备。从二硫化钼的XRD图谱中可以看出，在14.27°、32.54°的2θ位置上出现了特征峰，分别表示MoS2(002)、(100)。同时，在Fe2O3 的XRD谱图中发现，Fe2O3的XRD特征峰出现在24.13°、33.12°、39.22°以及 40.41°处的2θ位置上，分别对应Fe2O3的(001)、(012)、(104)、(006)以及 (024)的晶面。结合上述分析结果，从官能团和物质晶相组成的角度充分证明 了Fe2O3的三元复合纳米材料制备成功。
3.抗菌实验：
(1)一级种子液的制备：分别取实验室中保藏的革兰氏阳性菌—金黄色葡 萄球菌以及革兰氏阴性菌—大肠杆菌各100μl，放置于100mL LB液体培养基(包 含5g/L酵母粉，5g/L氯化钠，10g/L蛋白胨)中，恒温振荡培养14h(37℃， 220rpm)，得到一级种子液。
(2)二级种子液的制备：从(1)得到的两种一级种子液中各取100μl分别 转接于新的100mL LB液体培养基中，得到二级种子液。
(3)抗菌母液的制备：称取rGO、MoS2以及rGO-MoS2-Fe2O3各0.01g加 入(2)中所得到的二级种子液中，与细菌共同培养，恒温振荡培养12h(37℃， 220rpm)，得到抗菌母液，并设置空白对照。
(4)平板菌落计数法统计细菌存活率：将(3)中添加不同材料组分的菌 悬液进行梯度稀释，将含有大肠杆菌的菌悬液梯度稀释至10-6，而含有金黄色 葡萄球菌的菌悬液梯度稀释至10-7，而后取100μl稀释液，在营养琼脂平板上涂 布培养，每个浓度梯度设置三组平行，而后将平板倒置于37℃恒温培养箱中24 h，计算平板菌落并统计细菌存活率。
(5)最小抑制浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)：将细菌培养至对数生长 期，然后通过微量肉汤稀释法稀释至10-6-10-7CFU/ml的细胞密度，用于96孔 板中的后续最低抑菌浓度测试。使用LB培养基制备工作溶液。将包含100μL 细菌悬液的等分试样加入到96孔板中不同梯度稀释浓度的工作溶液中。然后， 将混合物在摇动培养箱中于37℃孵育。使用可见分光光度计在600nm(OD600) 处监测混合物的吸光度。混合物的吸光度没有显著增加的最小浓度被指定为最 低抑菌浓度。在对最低抑菌浓度测试进行吸光度测量后，将平板进一步孵育4h。 随后，将来自处理孔的细菌溶液铺在LB琼脂平板上，并在37℃下再孵育24h。 计数菌落数，并将细菌不能生长的最小浓度确定为最小杀菌浓度(MBC)。
4.不同组分材料的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌存活率的影响(附图3)：
图3表示本实例所制备的不同组分的材料分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球 菌的抑制效果。图3清楚地表明实例中所制备的材料与空白对照组相比，均具 有一定程度的抑制效果，与本实施例中其他材料相比，本实施例制备的 rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果 最强。此外，本实施例制备的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌材料对于大 肠杆菌的抑制能力要优于金黄色葡萄球菌。图3表格是三元复合抗菌材料对大 肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC和MBC浓度，本实施例中制备的 rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC分别 为5mg/ml和8mg/ml，MBC分别为13mg/ml和16mg/ml。
5.抗菌活性机理实验(附图4)：
从图(4)ROS和LDH的柱状图可以看出，本实施例中制备的rGO、 rGO-MoS2、rGO-MoS2-Fe2O3，暴露于不同的材料组会增加E.coli和S.aureus中 LDH的释放。如图4(a)所示LDH释放量的顺序如下：rGO-MoS2-Fe2O3> rGO-MoS2>rGO。同时，暴露于不同的材料组同时也会导致两种细菌中的ROS 生成，如图4(b)所示，ROS的产生量顺序如下：rGO-MoS2-Fe2O3>rGO-MoS2> rGO。这些结果清楚地表明，复合材料(rGO-MoS2-Fe2O3和rGO-MoS2)比单组 分材料(rGO)对细菌细胞的毒性更大，从而导致更强烈的ROS产生并灭活细 菌的活力，其中，rGO-MoS2-Fe2O3复合材料比rGO-MoS2产生的ROS更多，对 细菌细胞的毒性更大。综上所述，与本实施例中其他材料相比，本实施例制备 的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效 果最强。
6.CM/CrGO-MoS2-Fe2O3复合膜材料的透光性和吸湿性(附图5)：
从图(5)复合膜的透光性曲线图和吸湿性柱状图的情况可以看出，图5(a) 显示本实施例中制备的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合膜抗菌材料的透光度随 rGO-MoS2-Fe2O3在CMC中的浓度增大而降低，图5(b)显示rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合膜抗菌材料的吸湿性随rGO-MoS2-Fe2O3在CMC中的浓度增大而降 低。综上所述，本实施例制备的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌膜材料中， rGO-MoS2-Fe2O3浓度越大透光度和吸湿性越弱。
7.选取性能好的CMC/rGO-MoS2-Fe2O3复合膜(C7-C10)包裹的草莓，放置 1、3、5、7天的质量损失柱状图(a)以及总酸滴定柱状图(b)(附图6)
从图6为CMC/rGO-MoS2-Fe2O3复合膜的草莓保鲜实验的质量损失柱状图6 (a)以及总酸滴定柱状图6(b)可以看出，rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合膜抗 菌材料包裹草莓的质量损失随rGO-MoS2-Fe2O3在CMC中的浓度增大而降低； 总酸滴定值随rGO-MoS2-Fe2O3在CMC中的浓度增大而升高。综上所述，本实 施例制备的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌膜材料中，rGO-MoS2-Fe2O3浓度越 大，草莓的质量损失越小，总酸滴定值越大。
本发明采用具有层状结构的二硫化钼和具有较大比表面积和良好生物相容 性的还原性氧化石墨烯为主要组分，铁的掺杂可以增强催化活性，采用一锅法 简便合成了rGO-MoS2-Fe2O3三元复合抗菌材料。二硫化钼锋利的边缘可以对菌 体进行机械切割破坏；还原性氧化石墨烯优异的导电性可以加快菌体膜上电子 的转移，从而促进氧化应激，干扰膜上正常生理生化活动的进行，造成膜结构 损伤。同时，铁的负载，影响二硫化钼的结晶过程，增加晶格畸变程度，导致 催化活性位点增加，如S22-；激活二硫化钼边缘的钼和硫；形成与二硫化钼具 有协同催化作用的二硫化亚铁。将制得的三元复合抗菌材料作为纳米填料添加 到羧甲基纤维素(CMC)中，采用溶液流延法制备CMC/rGO-MoS2-Fe2O3复合 膜，不仅可以提高CMC生物聚合物膜的机械性能，改善其透光率，更重要的是， 赋予其更强的抗菌活性，具有比CMC食品包装膜更好的优势。总之，本发明提 供了一种快速简单、易于批量生产的一锅法制备rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗 菌材料，所用原料具有良好的生物相容性且成本较低，制备的rGO-MoS2-Fe2O3作为纳米填料添加到CMC中，在抗菌食品包装材料领域具有更大的潜在应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。
Claims (9)
1.一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料，其特征在于，以羧甲基纤维素(CMC)为基底，将制备的还原性氧化石墨烯-二硫化钼-三氧化二铁(rGO-MoS2-Fe2O3)的三元抗菌复合物作为纳米填料添加到羧甲基纤维素(CMC)中。
2.根据权利要求1所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将单层氧化石墨烯粉末分散于超纯水中，超声处理并磁力搅拌最后得到氧化石墨烯分散液；
(2)向将步骤(1)得到的氧化石墨烯分散液中加入还原剂硼氢化钠，60-100℃水浴处理1-2.5h并且保持磁力搅拌，待反应结束后，冷却至室温，离心、水洗、干燥，最终得到还原性氧化石墨烯粉末；
(3)将二硫化钼粉末和聚乙二醇一起分散在超纯水中，超声处理并磁力搅拌得到二硫化钼分散液；
(4)将步骤(2)得到的还原性氧化石墨烯粉末分散于超纯水中得到还原性氧化石墨烯分散液；
(5)将步骤(4)得到的还原性氧化石墨烯分散液与步骤(3)得到的二硫化钼分散液共同混合，超声处理且磁力搅拌，最后得到第一反应混合物；
(6)将步骤(5)得到的第一反应混合物在110-200℃下油浴并磁力搅拌保持10-16h，待反应结束后，冷却至室温，离心、水洗、干燥，最终得到还原性氧化石墨烯和二硫化钼复合材料；
(7)将步骤(2)得到的还原性氧化石墨烯粉末与步骤(3)得到的二硫化钼分散液共同混合，再加入C10H12FeN2NaO8，搅拌，并用盐酸调pH值为4-5，得到第二反应混合物；
(8)将步骤(7)所述的第二反应混合物在120-220℃下油浴并磁力搅拌保持10-16h，待反应结束后，冷却至室温，离心、水洗、干燥，最终得到rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合材料；
(9)将步骤(8)所述的三元复合材料溶解在超纯水中，用探针型超声波发生器对溶液进行超声波处理10-20min，然后用均化器进行处理，直到没有沉淀，得到预溶液；
(10)将步骤(9)所述的不同浓度的预溶液(1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％；基于CMC)与甘油、羧甲基纤维素混合到超纯水中，在50-80℃下搅拌，继续加热至沸腾，直到溶液中没有气泡为止，将加热后的溶液倒入特氟隆盒中，干燥，最终得到不同浓度的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合抗菌膜材料。
3.根据权利要求2所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，硼氢化钠与氧化石墨烯的质量比例为(10-50):1。
4.根据权利要求2所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，聚乙二醇与二硫化钼的质量比例为(1-5):1。
5.根据权利要求2所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，还原性氧化石墨烯分散液与所混合的二硫化钼分散液中二硫化钼的质量比例为1:(1-10)。
6.根据权利要求2所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，C10H12FeN2NaO8与所混合的二硫化钼分散液中二硫化钼的质量比例为(1-10):50。
7.根据权利要求2所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(10)中，预溶液与甘油的质量比例为(1-10):50。
8.根据权利要求2所述的一种rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(10)中，预溶液与羧甲基纤维素的质量比例为(1-10):100。
9.根据权利要求1-8任一项所述的rGO-MoS2-Fe2O3的三元复合纳米抗菌膜材料应用在包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌在内的病原菌的抗菌中。
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