CN113892490A - 羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法 - Google Patents

羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及纳米氧化锌的改性技术领域，特别涉及羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：混合纳米氧化锌、羧甲基壳聚糖、水和球磨介质，球磨，然后去除所述球磨介质。上述方法工艺简单、容易实现工业化生产、试剂价格低廉、产率可达90％以上、小分子包覆的纳米氧化锌很好的分散在水相中，进一步拓宽了纳米氧化锌的应用领域，使其更利于研究，且对环境不产生影响，所产生的溶液均能回收。所制备的胶体具有优异的抗菌性能。

Description

羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米氧化锌的改性技术领域，特别涉及羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法。
背景技术
在过去几十年，有机小分子包覆的纳米材料展现出了优异性能，被广泛研究，这种材料结合了几种材料的优异性能，成为一种性能优异的新材料。发展这种新型的材料主要取决于小分子的含量和包覆后纳米材料的分散性。由于纳米材料的自身分散性不好，因此需要在复合材料制备中添加大量辅料，这样不仅增加了成本，同时也有可能会影响复合材料的其他性能。
现有技术中公开了一种对纳米材料的改性和分散的方法，该方法分为两步：即先对纳米粒子进行小分子包覆改性，再对其进行机械分散，这样的工艺比较繁琐，同时在经机械分散后，解团聚后的纳米颗粒表面小分子包覆不完全而极易形成“硬团聚”沉淀后难以再次分散。
纳米氧化锌是一种纳米材料，具有独特的半导体特性和良好的生物相容性，被广泛应用于生物抗菌的填料。其独特的化学组成、低成本和抗氧化性能使得纳米氧化锌相比于其他传统的物质，如金、银、铜等更有利于纳米抗菌和农业饲料的发展。大多数生物医学应用需要高效可靠的氧化锌表面功能化，由于现代农业饲料中一般使用7水合硫酸锌的锌离子作为饲料添加剂，7水合硫酸锌的毒性会对动物造成一定的伤害，许多研究工作者注意到功能化的纳米氧化锌应用于农业饲料具有十分理想的前景。制备成纳米氧化锌胶体更加拓展了其在复合材料中的应用以及其在抗菌材料领域的应用，如热界面材料、化妆品、涂层、医用膜、抗菌陶瓷、保鲜膜等领域。
与其他纳米材料相同，其也存在自身分散性不好的问题，分散性不好，会影响其抗菌性能的发挥，因此有必要研究一种对纳米氧化锌进行有机小分子包覆的方法，改善上述性能。而且，相对于有机相，纳米氧化锌的分散研究在水相中比较难以进行，现有的研究大多在有机溶剂中进行纳米氧化锌的分散研究，为后续的纯化、环境保护也带来了一定的麻烦。
发明内容
基于此，本发明提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，利用羧甲基壳聚糖对纳米氧化锌进行包覆，改善纳米氧化锌的分散不均匀问题，提高抗菌效果。
技术方案为：
所述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法包括以下步骤：
混合纳米氧化锌、羧甲基壳聚糖、水和球磨介质，球磨，然后去除所述球磨介质。
在其中一个实施例中，球磨的时间1h-8h。
在其中一个实施例中，球磨的转速为200r/min-800r/min。
在其中一个实施例中，所述纳米氧化锌与羧甲基壳聚糖的质量比为(10:1)-(1:1)。
在其中一个实施例中，所述纳米氧化锌与水的质量比为(1:100)-(1:10000)。
在其中一个实施例中，球磨介质为氧化锆珠，粒径为0.1mm-0.5mm。
在其中一个实施例中，球磨的温度为20℃-40℃。
在其中一个实施例中，所述纳米氧化锌的粒径为60nm-100nm。
在其中一个实施例中，所述羧甲基壳聚糖的纯度为BR级。
本发明还提供一种由上述方法制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。所制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体在水中也具有较好的分散性，克服了现有的纳米氧化锌分散研究更多地在有机溶剂中的进行的弊端。
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
本申请发明人以其在本领域的长期经验累积和创造性的试验发现，除了引入羧甲基壳聚糖，对纳米氧化锌进行化学改性，在这个过程中通过引入球磨介质，增加球磨步骤，可以将纳米氧化锌的大颗粒研磨至小颗粒，这种物理改性更有利于纳米氧化锌在水中分散。通过本发明的方法对纳米氧化锌进行机械(球磨)-化学改性，会明显地改善纳米氧化锌在水中的分散性能，克服纳米材料团聚现象，促使其优异性能的充分展现。羧甲基壳聚糖通过球磨-化学改性的方法接枝到分散的纳米氧化锌表面形成空间位阻，阻碍其球磨分散后再次团聚。所得胶体同样在水中具有很好的分散性，同时，通过对所得的单分散的胶体进行抗菌性能的研究，发现该胶体对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有优异的抗菌性能。
附图说明
图1为实施例1和对比例1的胶体的数码照片；
图2为实施例1和对比例1的胶体的FTIR图；
图3为实施例1和对比例1的胶体的TEM图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，包括以下步骤：
混合纳米氧化锌、羧甲基壳聚糖、水和球磨介质，球磨，然后去除所述球磨介质。
本申请发明人以其在本领域的长期经验累积和创造性的试验发现，除了引入羧甲基壳聚糖，对纳米氧化锌进行化学改性，在这个过程中通过引入球磨介质，增加球磨步骤，可以将纳米氧化锌的大颗粒研磨至小颗粒，这种物理改性更有利于纳米氧化锌在水中分散。通过本发明的方法对纳米氧化锌进行机械(球磨)-化学改性，会明显地改善纳米氧化锌在水中的分散性能，克服纳米材料团聚现象，促使其优异性能的充分展现。羧甲基壳聚糖通过球磨-化学改性的方法接枝到分散的纳米氧化锌表面形成空间位阻，阻碍其球磨分散后再次团聚。所得胶体同样在水中具有很好的分散性，同时，通过对所得的单分散的胶体进行抗菌性能的研究，发现该胶体对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有优异的抗菌性能。。
可以理解地，球磨可在行星式球磨机内进行。球磨结束后，还可以静置10-30min后再取出球磨罐，去除球磨介质。
优选地，球磨的时间1h-8h。更优选地，球磨时间为3h-4h。通过实验研究发现，球磨时间的长短，会影响纳米氧化锌在水中的分散形态，控制球磨时间，可以获得更加均一、透明的胶体，获得更好的抗菌效果。球磨后去除所述球磨介质即得羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。
优选地，球磨的转速为200r/min-800r/min。更优选地，球磨的转速为650r/min。
可选地，球磨介质为氧化锆珠，粒径为0.1mm-0.5mm。优选地，球磨介质为氧化锆珠，粒径为0.1mm-0.2mm。通过实验研究发现，球磨介质的粒径，会影响纳米氧化锌在水中的分散形态，控制球磨介质的粒径，可以获得更加均一、透明的胶体，获得更好的抗菌效果。
优选地，所述纳米氧化锌与球磨介质的质量比为(1:100)-(1:10000)。
优选地，球磨的温度为20℃-40℃。
实验过程中不会因为四季气候变化而对实验产生影响，条件简单且适合工艺放大，球磨在常压下进行，球磨时，液体pH值保持在6.5-6.8。
相对于将纳米氧化锌、羧甲基壳聚糖、水混合后搅拌，或超声搅拌，本发明增加了球磨工艺将三者混合，有效地将羧甲基壳聚糖包覆在纳米氧化锌上，明显地提高了纳米氧化锌的分散性，所制备的胶体也更均一、透明，抗菌性能更优异。
优选地，所述纳米氧化锌与羧甲基壳聚糖的质量比为(10:1)-(1:1)。可以理解地，所述纳米氧化锌与羧甲基壳聚糖的质量比包括但不限于：1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7：1、8：1、9:1、10：1。
优选地，所述纳米氧化锌与水的质量比为(1:100)-(1:10000)。更优选地，所述纳米氧化锌与水的质量比为(1：250)-(1:10000)。可以理解地，所述纳米氧化锌与水的质量比包括但不限于：1：250、1:500、1:1000、1:1500、1:2000、1:2500、1:3000、1:3500、1:4000、1:5000、1:6000、1:7000、1:7500、1:8000、1:9000、1:10000。
优选地，水为去离子水，可由实验室自制，pH为6.5-6.8。
优选地，所述纳米氧化锌的粒径为60nm-100nm。纳米氧化锌可以是市售的普通纳米氧化锌，其纯度为99.99％，呈团聚体。
在优化过程中发现，不同纯度的小分子羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌溶液的抗菌性能不同。优选地，所述羧甲基壳聚糖的纯度为BR级。
上述方法制备工艺简单、容易实现工业化生产、试剂价格低廉、产率可达90％以上、小分子包覆的纳米氧化锌很好的分散在水相中，进一步拓宽了纳米氧化锌的应用领域，使其更利于研究，且对环境不产生影响，所产生的溶液均能回收。所制备的胶体具有优异的抗菌性能。
本发明还提供一种由上述方法制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。所制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体在水中也具有较好的分散性，克服了现有的纳米氧化锌分散研究只能在有机溶剂中的进行的弊端。
上述所得的单分散的胶体具有较好的水溶性，通过对这种分散性好的胶体进行抗菌检测，发现经过羧甲基壳聚糖包覆的纳米氧化锌水性胶体具有优异的抗菌性能，其最低抑菌浓度(MIC)对金黄色葡萄球菌为16-32ppm，对大肠杆菌为32-64ppm，远低于市售纳米氧化锌的抑菌浓度，大约是市售纳米氧化锌的100倍左右。改善了目前纳米氧化锌直接应用在抗菌材料中抗菌性能不强的缺点。还可应用在精密研磨、复合材料、生物医药、农业饲料等领域。
本发明还对上述制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体进行了检测，检测项目包括傅里叶红外光谱(FTIR)，透射扫描电镜(TEM)和抗菌性能检测。
其中，抗菌性能检测中可以使用去离子水做抗菌胶体的试剂，相对于现有的使用有机溶剂(如：二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇或丙酮)做抗菌胶体的试剂，检测过程更简单。
以下结合具体实施例和对比例进行进一步说明，以下具体实施例中所涉及的原料，若无特殊说明，均可来源于市售，所使用的仪器，若无特殊说明，均可来源于市售。
实验室自制去离子水。
实施例1
本实施例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，具体步骤如下：
a.将球磨介质(0.1mm的氧化锆珠50g)放入体积为100ml的球磨罐中，加入0.5g市售纳米氧化锌粉体、0.05g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水，设置球磨机(型号：UBE-V2L，湖南德科设备有限公司)转速为800m/min，球磨1h，关闭球磨机，隔10min后取下球磨罐，去除球磨介质，得羧甲基壳聚糖(CMCS)包覆纳米氧化锌抗菌胶体，实物数码照片如图1(右)所示。
b.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，干燥，得粉末，对粉末进行傅里叶红外光谱(FTIR)表征，谱图如图2(上)所示。
c.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，直接滴至铜网制样，进行透射扫描电镜(TEM)表征，谱图如图3(右)所示。
d.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
对比例1
本对比例提供一种纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于并未加入羧甲基壳聚糖，也没有球磨的步骤。具体步骤如下：
a.准确称取0.5g市售纳米氧化锌粉体，将其与50g去离子水混合，置于50ml样品瓶中，超声10min，得纳米氧化锌水性抗菌胶体，静置30min后，实物数码照片如图1(左)所示。
b.取一部分纳米氧化锌水性抗菌胶体，干燥，得粉末，对粉末进行傅里叶红外光谱(FTIR)表征，谱图如图2(下)所示。
c.取一部分上述纳米氧化锌水性抗菌胶体，进行透射扫描电镜(TEM)表征，谱图如图3(左)所示。
d.取一部分上述纳米氧化锌水性抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC29213。测试结果汇总于表1和表2。
对比可知：
图1中，没有经过改性处理的纳米氧化锌在水中的分散效果不好，而经过与羧甲基壳聚糖球磨-化学改性后的纳米氧化锌能够很好的分散在水性试剂中，形成均匀透明的胶体。
图2中，没有经过改性处理的纳米氧化锌表面为惰性，基本不带任何基团，而经过球磨-化学改性后，纳米氧化锌在高能球磨的作用下表面产生位点与羧甲基壳聚糖进行表面接枝，从红外图可知，3453cm-1为胺基伸缩振动峰，1632cm-1为胺基弯曲振动峰，说明经过球磨-化学改性后，羧甲基壳聚糖成功接枝到纳米氧化锌表面。
图3中，未经改性处理的纳米氧化锌粒径大约在100nm左右，且出现明显的团聚，而经过羧甲基壳聚糖改性后，纳米氧化锌粒径大小为20nm左右，且分散比较均匀，没有出现很明显的大颗粒团聚。
实施例2
本实施例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于工艺参数有所不同。具体步骤如下：
a.将球磨介质(0.1mm的氧化锆珠50g)放入体积为100ml的球磨罐中，加入0.2g市售纳米氧化锌粉体、0.1g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水，设置球磨机(型号：UBE-V2L，湖南德科设备有限公司)转速为200m/min，球磨4h，关闭球磨机，隔20min后取下球磨罐，去除球磨介质，得羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。
b.经观察，本实施例制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体与实施例1制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体相比，更加透明、均一。
c.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
实施例3
本实施例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于工艺参数有所不同。具体步骤如下：
a.将球磨介质(0.1mm的氧化锆珠50g)放入体积为100ml的球磨罐中，加入0.005g市售纳米氧化锌粉体、0.005g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水，设置球磨机(型号：UBE-V2L，湖南德科设备有限公司)转速为500m/min，球磨3h，关闭球磨机，隔30min后取下球磨罐，去除球磨介质，得羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。
b.经观察，本实施例制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体与实施例1制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体相比，更加透明、均一。
c.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
实施例4
本实施例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于球磨介质的大小不同。具体步骤如下：
a.将球磨介质(0.3mm的氧化锆珠50g)放入体积为100ml的球磨罐中，加入0.5g市售纳米氧化锌粉体、0.05g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水，设置球磨机(型号：UBE-V2L，湖南德科设备有限公司)转速为800m/min，球磨1h，关闭球磨机，隔30min后取下球磨罐，去除球磨介质，得羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。
b.本实施例制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体形态与实施例1制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的形态近似。
c.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
实施例5
本实施例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于球磨的时间不同。具体步骤如下
a.将球磨介质(0.1mm的氧化锆50g)放入体积为100ml的球磨罐中，加入0.5g市售纳米氧化锌粉体、0.05g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水，设置球磨机(型号：UBE-V2L，湖南德科设备有限公司)转速为800m/min，球磨8h，关闭球磨机，隔30min后取下球磨罐，去除球磨介质，得羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。
b.经观察，本实施例制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体与实施例1制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体相比，更加透明、均一。
c.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
对比例2
本对比例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于采用超声分散的方法代替球磨的步骤。具体步骤如下：
a.将0.5g市售纳米氧化锌粉体、0.05g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水混合，置于50ml样品瓶中，超声分散1h，得纳米氧化锌水性抗菌胶体，静置30min。
b.经观察，本对比例制备的纳米氧化锌水性抗菌胶体与实施例1制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体相比，更加浑浊。
c.取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
对比例3
本对比例提供一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体及其制备方法和检测方法，与实施例1基本相同，主要区别在于采用机械搅拌的方法代替球磨的步骤。具体步骤如下：
a.将0.5g市售纳米氧化锌粉体、0.05g BR级小分子试剂羧甲基壳聚糖和50g去离子水混合，置于50ml样品瓶中，高速机械搅拌1h，搅拌的速度为1000r/min，得纳米氧化锌水性抗菌胶体，静置30min。
b.经观察，本对比例制备的纳米氧化锌水性抗菌胶体与实施例1制备的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体相比，更加浑浊。
c..取一部分上述羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体，根据《消毒技术规范》2002版2.1.8.4进行最小抑菌浓度测定试验。测试菌种：大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 29213。测试结果汇总于表1和表2。
表1
Figure BDA0003135986700000121
表2
Figure BDA0003135986700000131
由表1和表2中可知，对比例1中，市售纳米氧化锌(粒径为60-100nm，纯度99.99％)自身的抗菌性能不强，其对大肠杠菌的最小抑菌浓度(MIC)为2500-5000ppm，对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)为5000ppm以上。实施例1-5经过小分子试剂羧甲基壳聚糖球磨-化学改性后的纳米氧化锌胶体，抗菌性能优异，尤其是实施例2和实施例3对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)为16-32ppm，对大肠杆菌的最小抑菌浓度为32-64ppm，说明纳米氧化锌经过球磨-化学改性接枝羧甲基壳聚糖后使得纳米氧化锌粒径变小，同时羧甲基壳聚糖与纳米氧化锌的协同抗菌作用使得分散较好的纳米氧化锌胶体具有更优异的抗菌效果，大约是市售纳米氧化锌的100倍。实施例4的结果显示球磨介质的粒径，可能会影响纳米氧化锌在水相中的分散状态，进而影响到抗菌效果。对比例2和对比例3分别采用超声分散和机械搅拌的方法，羧甲基壳聚糖在纳米氧化锌上的接枝效果不明显，对纳米氧化锌在水相中的分散效果提高不明显，对抗菌性能的提高也不明显。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
混合纳米氧化锌、羧甲基壳聚糖、水和球磨介质，球磨，然后去除所述球磨介质。
2.根据权利要求1所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，球磨的时间1h-8h。
3.根据权利要求2所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，球磨的转速为200r/min-800r/min。
4.根据权利要求1所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锌与羧甲基壳聚糖的质量比为(10:1)-(1:1)。
5.根据权利要求4所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锌与水的质量比为(1:100)-(1:10000)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，球磨介质为氧化锆珠，粒径为0.1mm-0.5mm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，球磨的温度为20℃-40℃。
8.根据权利要求1-5任一项所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锌的粒径为60nm-100nm。
9.根据权利要求1-5任一项所述的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体的制备方法，其特征在于，所述羧甲基壳聚糖的纯度为BR级。
10.一种权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的羧甲基壳聚糖包覆纳米氧化锌抗菌胶体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114196098A (zh) * 2022-02-16 2022-03-18 广东中兴塑料纸类印刷有限公司 一种抑菌保鲜包装薄膜及其吹塑工艺
CN114271291A (zh) * 2021-12-31 2022-04-05 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 羧甲基壳聚糖包覆的纳米氧化锌材料及其制备方法与应用、塑料母粒及应用
CN114456396A (zh) * 2022-01-28 2022-05-10 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 聚合物修饰氧化锌及其制备方法与应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1412251A (zh) * 2001-10-12 2003-04-23 中国科学院金属研究所 一种纳米氧化锌浆料组合物及其制备方法
CN1657415A (zh) * 2005-02-02 2005-08-24 苏州大学 一种纳米氧化锌的制备方法
CN104594018A (zh) * 2015-01-08 2015-05-06 盐城工学院 一种具有抗紫外线和抗菌功能的纺织品的整理方法
CN105419399A (zh) * 2015-11-17 2016-03-23 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种机械力球磨法表面修饰氧化锌的处理方法
CN106390175A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 暨南大学 一种抗菌的羧甲基壳聚糖/纳米氧化锌复合微球及其制备
CN107970133A (zh) * 2017-11-28 2018-05-01 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 抗菌牙膏制备方法及其产品和应用
KR20190014221A (ko) * 2017-07-28 2019-02-12 경희대학교 산학협력단 황칠나무 추출물을 포함하는 산화아연 나노복합체 제조용 조성물 및 이의 용도
CN111084727A (zh) * 2019-12-26 2020-05-01 常州纳欧新材料科技有限公司 一种纳米氧化锌表面改性以及反相分散浆的制备方法
CN111170356A (zh) * 2020-02-11 2020-05-19 江南大学 一种形貌可控的纳米氧化锌的制备方法
CN111661870A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 安徽工业大学 一种纳米氧化锌的制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1412251A (zh) * 2001-10-12 2003-04-23 中国科学院金属研究所 一种纳米氧化锌浆料组合物及其制备方法
CN1657415A (zh) * 2005-02-02 2005-08-24 苏州大学 一种纳米氧化锌的制备方法
CN104594018A (zh) * 2015-01-08 2015-05-06 盐城工学院 一种具有抗紫外线和抗菌功能的纺织品的整理方法
CN105419399A (zh) * 2015-11-17 2016-03-23 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种机械力球磨法表面修饰氧化锌的处理方法
CN106390175A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 暨南大学 一种抗菌的羧甲基壳聚糖/纳米氧化锌复合微球及其制备
KR20190014221A (ko) * 2017-07-28 2019-02-12 경희대학교 산학협력단 황칠나무 추출물을 포함하는 산화아연 나노복합체 제조용 조성물 및 이의 용도
CN107970133A (zh) * 2017-11-28 2018-05-01 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 抗菌牙膏制备方法及其产品和应用
CN111661870A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 安徽工业大学 一种纳米氧化锌的制备方法
CN111084727A (zh) * 2019-12-26 2020-05-01 常州纳欧新材料科技有限公司 一种纳米氧化锌表面改性以及反相分散浆的制备方法
CN111170356A (zh) * 2020-02-11 2020-05-19 江南大学 一种形貌可控的纳米氧化锌的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QUAN ZHONG 等: "Preparation and antibacterial properties of carboxymethyl chitosan/ZnO nanocomposite microspheres with enhanced biocompatibility", 《MATERIALS LETTERS》, vol. 212, 16 October 2017 (2017-10-16), pages 2 - 3 *
高党鸽等: "纳米ZnO在纺织行业中的应用进展", 《印染》 *
高党鸽等: "纳米ZnO在纺织行业中的应用进展", 《印染》, no. 24, 31 December 2012 (2012-12-31), pages 43 - 49 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114271291A (zh) * 2021-12-31 2022-04-05 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 羧甲基壳聚糖包覆的纳米氧化锌材料及其制备方法与应用、塑料母粒及应用
CN114456396A (zh) * 2022-01-28 2022-05-10 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 聚合物修饰氧化锌及其制备方法与应用
CN114456396B (zh) * 2022-01-28 2023-09-19 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 聚合物修饰氧化锌及其制备方法与应用
CN114196098A (zh) * 2022-02-16 2022-03-18 广东中兴塑料纸类印刷有限公司 一种抑菌保鲜包装薄膜及其吹塑工艺

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