抗菌复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌复合材料及其制造方法。抗菌复合材料包括一多孔性材料、一螯合剂以及一二价以上的金属离子。螯合剂化学键合到多孔性材料上，二价以上的金属离子化学键合到螯合剂上。

【技术实现步骤摘要】
抗菌复合材料及其制造方法
本专利技术涉及一种抗菌复合材料及其制造方法，更特别地涉及一种具有高稳定性的抗菌复合材料及其制造方法。
技术介绍
常见的抗菌材料可分为三个大类，分别为天然抗菌材料、有机抗菌材料与无机抗菌材料，其中无机抗菌材料中的银离子抗菌材料因具有广效性和安全性等优点，成为发展最快的材料。相较于添加抗生素或添加次氯酸钠等有机物的杀菌方式，使用银离子杀菌具有对环境影响较小与不产生抗药性的优点，而高价银离子的杀菌速度效果又高于单价银离子。因此，制作具有高稳定性且具有长效抗菌效果的多价银离子的抗菌材料，已是研发抗菌材料所要追求的主要目标。
技术实现思路
本专利技术涉及一种抗菌复合材料及其制造方法。实施例的抗菌复合材料中，二价以上的金属离子可以经由螯合剂稳定地维持其高价位位特性，与多孔性材料结合后，因此可提高抗菌复合材料的抗菌时效，进一步提高抗菌复合材料的抗菌效果、稳定性及抗菌使用寿命。根据本专利技术的一个实施例，提出了一种抗菌复合材料。抗菌复合材料包括一多孔性材料、一螯合剂以及一二价以上的金属离子。螯合剂化学键合到多孔性材料上，二价以上的金属离子化学键合到螯合剂上。根据本专利技术的另一个实施例，提出了一种抗菌复合材料的制造方法。抗菌复合材料的制造方法包括以下步骤：形成一氧化混合溶液，包括：混合一氧化剂和一金属离子化合物，其中金属离子化合物具有一二价以上的金属离子；化学键合一螯合剂到一多孔性材料上；以及混合具有螯合剂的多孔性材料到氧化混合溶液中，以得到抗菌复合材料，其中二价以上的金属离子化学键合到螯合剂上。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：附图说明图1A为根据本专利技术的一个实施例的修饰NH2官能基之前的SBA-15的红外线(FTIR)光谱。图1B为根据本专利技术的一个实施例的表面修饰NH2官能基的SBA-15的红外线(FTIR)光谱。图2为根据本专利技术的一个实施例的表面键合乙二胺四乙酸(EDTA)的SBA-15的红外线(FTIR)光谱。图3为根据本
技术实现思路
的一个实施例的表面化学键合有二价银离子的多孔性抗菌复合材料的X光光电子能谱(XPS)。图4为根据本专利技术的实施例与比较例的针对大肠杆菌的时间-抑菌圈直径的关系图。图5为根据本
技术实现思路
的实施例与比较例的针对金黄色葡萄球菌的时间-抑菌圈直径的关系图。附图标记说明：III-1、III-2、IV-1、IV-2：曲线具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。在本专利技术的实施例中，抗菌复合材料中的二价以上的金属离子可以经由螯合剂稳定地维持其高价位位特性，与多孔性材料结合后，因而可以提高抗菌复合材料的抗菌时效，进一步提高抗菌复合材料的抗菌效果、稳定性及抗菌使用寿命。以下参照所附附图详细叙述本专利技术的实施例。实施例所提出的细部结构及步骤为举例说明之用，并非对本专利技术要求保护的范围做限缩。具有通常知识者应当可以依据实际实施形势的需要对这些结构及步骤加以修饰或变化。根据本专利技术的实施例，以下提出一种抗菌复合材料。抗菌复合材料包括一多孔性材料、一螯合剂以及一二价以上的金属离子。其中螯合剂化学键合到多孔性材料上，二价以上的金属离子化学键合到螯合剂上。相较于以化合物型态存在的二价以上的金属离子，由于较易受到光及其他环境因素所影响，因此具有较差的稳定性，抗菌时效也较差；根据本专利技术的实施例，二价以上的金属离子化学键合到螯合剂上、并更进一步化学键合到多孔性材料上，因此二价以上的金属离子可以经由螯合剂稳定地维持其高价位特性，因而可以提高抗菌复合材料的抗菌时效，进一步提高抗菌复合材料的抗菌效果、稳定性及抗菌使用寿命。并且，多孔性材料具有高表面积，可提升负载在其上的二价以上的金属离子的抗菌能力。实施例中，螯合剂化学键合到多孔性材料上，二价以上的金属离子化学键合到螯合剂上。相较于以物理吸附或是氢键的方式将二价以上的金属离子设置在多孔性材料上的状况，经由化学键合方式可以使得抗菌复合材料的整个结构更加稳定，可以放置在各种环境中，而不会因为所处环境的溶剂类型而轻易地将金属离子溶出。如此一来，可以具有卓越的长效抗菌效果。实施例中，二价以上的金属离子与螯合剂的摩尔比为约0.5∶1～20∶1。实施例中，二价以上的金属离子包括二价银离子(Ag2+)、三价银离子(Ag3+)、三价钴离子(Co3+)、三价镍离子(Ni3+)或上述的组合。一实施例中，二价以上的金属离子包括二价银离子、三价银离子或上述的组合时，二价以上的金属离子与螯合剂的摩尔比为约0.5∶1～10∶1。一实施例中，二价以上的金属离子包括三价钴离子、三价镍离子或上述的组合时，二价以上的金属离子与螯合剂的摩尔比为约1∶1～20∶1。实施例中，二价以上的金属离子占整个抗菌复合材料的重量百分比为约10～50％。实施例中，螯合剂和二价以上的金属离子的总和与多孔性材料的摩尔比为约0.5∶1～20∶1。换言之，也就是具有化学键合在其上的螯合剂与多孔性材料的摩尔比为约0.5∶1～20∶1。实施例中，螯合剂包括乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetraaceticacid，EDTA)、氨三乙酸(Nitrilotriaceticacid，ATA)、羟基乙叉二膦酸(1-HydroxyEthylidene-1，1-DiphosphonicAcid，HEDP)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EthyleneDiamineTetraMethylenePhosphonicAcidSodium，EDTMPS)或上述的任意组合。实施例中，多孔性材料包括一含硅中孔材料(silicon-containingmesoporousmaterial)、含铝中孔材料、沸石、活性碳或上述的任意组合。一实施例中，多孔性材料可包括一氧化硅中孔材料，例如是SBA-15，其孔洞大小介于2～50纳米(nm)间。根据本专利技术的实施例，以下提出一种抗菌复合材料的制造方法。在一些实施例中，抗菌复合材料的制造方法包括以下步骤。首先，形成一氧化混合溶液，包括：混合一氧化剂和一金属离子化合物，其中金属离子化合物具有一二价以上的金属离子。实施例中，氧化剂例如是过硫酸钾(K2S2O8)，金属离子化合物例如是金属氧化物(metaloxide)、金属氢氧化物(metalhydroxide)、金属硫化物(metalsulfide)、金属卤化物(metalhalide)或硝酸盐(nitrate)。实施例中，先形成氧化混合溶液后，再使用酸液或碱液滴定氧化混合溶液，以调整氧化混合溶液的pH值为约4-8；然后，对此氧化混合溶液进行一加热反应。一实施例中，加热反应的加热时间例如是2～6小时，加热反应的加热温度例如是60～120℃。接着，化学键合一螯合剂到一多孔性材料上。实施例中，螯合剂化学键合到多孔性材料上之前，可化学修饰多孔性材料以形成一反应性官能基在多孔性材料上，使得螯合剂可经由此反应性官能基化学键合到多孔性材料上。实施例中，反应性官能基例如可以是NH2官能基、SH官能基或SO3H官能基。然而，反应性官能基的类型也可以视实际情况选择，并不以上述类型为限。接着，将具有螯合剂的多孔性材料混合在氧化混合溶液中，而得到抗菌复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌复合材料，包括：一多孔性材料；一螯合剂，该螯合剂化学键合到该多孔性材料上；以及一二价以上的金属离子，该二价以上的金属离子化学键合到该螯合剂上。

【技术特征摘要】
2014.12.26 TW 1031457461.一种抗菌复合材料，包括：一多孔性材料；一螯合剂，该螯合剂化学键合到该多孔性材料上；以及一二价以上的金属离子，该二价以上的金属离子化学键合到该螯合剂上；其中该螯合剂和该二价以上的金属离子的总和与该多孔性材料的摩尔比为0.5：1～10：1。2.如权利要求1所述的抗菌复合材料，其中该二价以上的金属离子与该螯合剂的摩尔比为0.5：1～20：1。3.如权利要求1所述的抗菌复合材料，其中该二价以上的金属离子包括二价银离子(Ag2+)、三价银离子(Ag3+)、三价钴离子(Co3+)、三价镍离子(Ni3+)或上述的组合。4.如权利要求3所述的抗菌复合材料，其中该二价银离子、该三价银离子或上述的组合与该螯合剂的摩尔比为0.5：1～10：1。5.如权利要求3所述的抗菌复合材料，其中该三价钴离子、该三价镍离子或上述的组合与该螯合剂的摩尔比为1：1～20：1。6.如权利要求1所述的抗菌复合材料，其中该二价以上的金属离子占该抗菌复合材料的重量百分比为10～50％。7.如权利要求1所述的抗菌复合材料，其中该螯合剂包括乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetraaceticacid，EDTA)、氨三乙酸(Nitrilotriaceticacid，ATA)、羟基乙叉二膦酸(1-HydroxyEthylidene-1，1-DiphosphonicAcid，HEDP)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EthyleneDiamineTetraMethylenePhosphonicAcidSodium，EDTMPS)或上述的组合。8.如权利要求1所述的抗菌复合材料，其中该多孔性材料包括一含硅中孔材料(silicon-containingmesoporousmaterial)、含铝中孔材料、沸石、活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄馨仪，吴信贤，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71