一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法，所述方法通过碱热处理使钛合金表面具有疏松多孔的大比表面积结构，然后通过电沉积使钛合金表面具有既拥有可见光催化抗菌效果，又具有较好的生物相容性的壳聚糖/二硫化钼可见光催化抗菌涂层。本发明专利技术制备方法简单，反应介质可回收，运用电泳沉积法制备具有生物活性和光催化抗菌性的壳聚糖与二硫化钼纳米复合涂层；本发明专利技术制备所得壳聚糖与二硫化钼纳米光催化抗菌涂层，能使壳聚糖帮助二硫化钼提高抗菌性的同时，提高二硫化钼的生物活性。

Preparation method of chitosan / molybdenum disulfide photocatalytic antibacterial coating

The present invention provides a method for preparing chitosan / MoS2 photocatalytic antibacterial coating, the method to make the surface of titanium alloy structure with high surface area porous by alkali heat treatment, and then through the electrodeposition of Ti alloy has not only has the antibacterial effect of visible light photocatalysis, and has good biocompatibility. Chitosan / MoS2 photocatalytic antibacterial coating. The invention has simple preparation method, reaction medium Recyclable, using electrophoretic deposition of bioactive and photocatalytic antibacterial properties of chitosan and MoS2 nano composite coating; the invention prepared chitosan and MoS2 nano photocatalytic antibacterial coating, can make chitosan help enhance the antimicrobial activity of molybdenum disulfide and improve molybdenum disulfide biological activity.

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法
本专利技术涉及材料科学与纳米材料
，特别涉及一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法。
技术介绍
类石墨烯二维材料MoS2,具有与石墨类似的层状结构，层与层之间由相对薄弱的范德华力维持，在机械，电子，光催化等领域表现出很多优异的性质，并在生物医药领域展现出应用潜力，然而其在环境及生物学的影响仍然有待开发。层状纳米MoS2的禁带宽度在1.80eV左右，具有在可见光下的光催化活性，同时因为纳米结构的MoS2有一个较大的比表面积，能增强它的催化活性目前，纳米二硫化钼制备方法主要有液相法和固相法两大类：液相法存在产物尺寸与形貌不易控制、分散性差、易发生聚合，结晶性差等特点：固相法存在反应温度高.产物或反应物中常含有污染环境的含硫气体。因此。对纳米二硫化钼的研究应集中在以下两个方面：(1)低成本、清洁纳米二硫化钼制备新工艺开发；(2)不同形貌纳米二硫化钼的应用开发研究。壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用逐渐被发掘。壳聚糖类表面活性剂属于糖类表面活性剂，表现出良好的表面活性。该类表面活性剂无毒，无公害，有良好的pH稳定性能、抗氧化性能，因此可完全其应用于化妆品配方和食品中，此外壳聚糖表面活性剂是纯天然的表面活性剂，具有良好的表面活性、乳化性、吸湿保湿性、增溶性、抗菌性等性质，可以在洗涤、医药、食品、化妆品、纺织印染、石油、环保等多种领域中得到广泛应用。如何利用二硫化钼和壳聚糖的特性和相互间的作用，改善医用植入体表面的抗菌能力，是值得研究的一个方向。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法，所述方法通过碱热处理使钛合金表面具有疏松多孔的大比表面积结构，然后通过电沉积使钛合金表面具有既拥有可见光催化抗菌效果，又具有较好的生物相容性的壳聚糖/二硫化钼可见光催化抗菌涂层。本专利技术的技术方案为：一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1.将100-250mg二硫化钼与100-200mg壳聚糖放入研钵中研磨15-30min，再加入0.5ml的离子液体到研钵中，随后再研磨60-120min；S2.收集研磨产物，依次用丙酮，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和质量浓度为0.5-1％的乙酸离心洗涤所述研磨产物，所述丙酮，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和质量浓度为0.5-1％的乙酸各洗涤研磨产物三次，移除研磨产物中离子溶液和多余的壳聚糖(CS)；将洗涤完成后得到的沉淀分散到去离子水中，在1500-1800rpm速度离心20min来移除未剥离的二硫化钼(MoS2)，得到壳聚糖/二硫化钼纳米分散系，将所述壳聚糖/二硫化钼纳米分散系(CS-MoS2)用去离子水稀释到100ml得到壳聚糖/二硫化钼分散系溶液，将所述壳聚糖/二硫化钼分散系溶液储存于4℃下待用；S3.将钛合金圆片砂纸逐级打磨，依次在乙醇，去离子水中超声清洗，清洗好的钛片干燥后用去离子水/硝酸/氢氟酸的混酸溶液刻蚀2-4min，之后用去离子水清洗；S4.将步骤S2制得的刻蚀过的钛合金圆片放入盛有NaOH溶液的反应釜中，然后再将反应釜放入烘箱中，在60-80℃下反应2-3h，制得表面具有多孔粗糙结构的钛合金圆片，清洗制得的钛合金圆片；S5.向步骤S2配置的壳聚糖/二硫化钼分散系溶液中加入1-1.5ml醋酸和4-5ml乙醇，超声1.5-2h，磁力搅拌22-24h；S6.以步骤S5中搅拌好的壳聚糖/二硫化钼分散系溶液作为电沉积液，将步骤S4制得的钛合金圆片作阴极，铂片电极作阳极，电极距离为10mm，电压为40-60V，沉积时间为150-300s；从所述电沉积液中取出已经覆膜的钛合金圆片，用清水喷射所述钛合金圆片表面，去除表面吸附的多余物质，再放入烘干炉中，去除水分，即得到钛合金表面的壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层。所述步骤S1中离子溶液为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。所述步骤S3中的去离子水/硝酸/氢氟酸的混酸溶液中各组分的体积份数为：5份离子水、2-4份硝酸和1-3份氢氟酸。所述硝酸为分析纯；所述氢氟酸为分析纯。所述步骤S6中烘干炉设置温度为150℃，烘烤时间为60min。本专利技术的技术效果为：(1)合成壳聚糖/二硫化钼片层结构耗时短且无需昂贵的设备；(2)由于二硫化钼有关的光催化活性，于是相比于单纯的壳聚糖膜，本专利技术制备的抗菌涂层中因为二硫化钼与壳聚糖的协同作用使其具有更好的可见光催化抗菌性；(3)所述制备方法简单易行，第一步反应的介质是离子液体，可回收，绿色环保，电泳沉积壳聚糖作为分散剂与表面活性剂，无毒，有良好的pH稳定性能，所获得的壳聚糖/二硫化钼抗菌涂层有更好的储存稳定性，与钛基地有良好的结合性，以及很好的生物相容性，为功能二硫化钼涂层在纳米医药中的应用提供可能性。综上，本专利技术制备方法简单，反应介质可回收，运用电泳沉积法制备具有生物活性和光催化抗菌性的壳聚糖与二硫化钼纳米复合涂层；本专利技术制备所得壳聚糖与二硫化钼纳米光催化抗菌涂层，能使壳聚糖帮助二硫化钼提高抗菌性的同时，提高二硫化钼的生物活性。附图说明图1为实施例1中具有壳聚糖/二硫化钼可见光催化抗菌涂层的钛合金圆片的SEM图。图2-1为实施例2中纯钛圆片与复合涂层包覆钛合金圆片在10min不连续可见光照下对大肠杆菌的抗菌效果图。图2-2为实施例2中纯钛圆片与复合涂层包覆钛合金圆片在10min不连续可见光照下对金黄色葡萄球菌的抗菌效果图。图3-1为实施例3中纯钛合金表面大肠杆菌的SEM图。图3-2为实施例3中具有壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的钛合金圆片表面的大肠杆菌的SEM图。图3-3为实施例3中纯钛合金表面的金黄色葡萄球菌的SEM图。图3-4为实施例3中具有壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的钛合金圆片表面的金黄色葡萄球菌的SEM图。具体实施方式为更好理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步地详细说明，但是本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。实施例1：250mg二硫化钼与200mg壳聚糖放入研钵中研磨30min，0.5ml的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(离子辅助研磨溶液)加入到研钵中，随后再一直研磨120min，收集研磨产物，依次用丙酮，DMF和1％的乙酸以9000rpm来离心洗涤产物，各洗涤三次，来移除离子溶液和多余的壳聚糖。最后，使沉淀分散在去离子水中，在1800rpm速度离心20min来移除未剥离的MoS2，此时得到的壳聚糖/二硫化钼纳米分散系，用去离子水稀释到100ml得到壳聚糖/二硫化钼纳米分散系溶液并储存于4℃下，待用。将钛合金圆片(直径6mm，厚度2.5mm)砂纸逐级打磨，直到800#，依次在乙醇，去离子水中超声清洗，清洗好的钛片在干燥后用体积比为5:4:1的去离子水/硝酸/氢氟酸混酸溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1.将100‑250mg二硫化钼与100‑200mg壳聚糖放入研钵中研磨15‑30min，再加入0.5ml的离子液体到研钵中，随后再研磨60‑120min；S2.收集研磨产物，依次用丙酮，N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和质量浓度为0.5‑1％的乙酸离心洗涤所述研磨产物，所述丙酮，N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和质量浓度为0.5‑1％的乙酸各洗涤研磨产物三次，移除研磨产物中离子溶液和多余的壳聚糖(CS)；将洗涤完成后得到的沉淀分散到去离子水中，在1500‑1800rpm速度离心20min来移除未剥离的二硫化钼(MoS

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖/二硫化钼光催化抗菌涂层的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1.将100-250mg二硫化钼与100-200mg壳聚糖放入研钵中研磨15-30min，再加入0.5ml的离子液体到研钵中，随后再研磨60-120min；S2.收集研磨产物，依次用丙酮，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和质量浓度为0.5-1％的乙酸离心洗涤所述研磨产物，所述丙酮，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和质量浓度为0.5-1％的乙酸各洗涤研磨产物三次，移除研磨产物中离子溶液和多余的壳聚糖(CS)；将洗涤完成后得到的沉淀分散到去离子水中，在1500-1800rpm速度离心20min来移除未剥离的二硫化钼(MoS2)，得到壳聚糖/二硫化钼纳米分散系，将所述壳聚糖/二硫化钼纳米分散系(CS-MoS2)用去离子水稀释到100ml得到壳聚糖/二硫化钼分散系溶液，将所述壳聚糖/二硫化钼分散系溶液储存于4℃下待用；S3.将钛合金圆片砂纸逐级打磨，依次在乙醇，去离子水中超声清洗，清洗好的钛片干燥后用去离子水/硝酸/氢氟酸的混酸溶液刻蚀2-4min，之后用去离子水清洗；S4.将步骤S2制得的刻蚀过的钛合金圆片放入盛有NaOH溶液的反应釜中，然后再将反应釜放入烘箱中，在60-80℃下反应2-3h，制得表面具有多孔粗糙结构的钛合金圆片，清...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴水林，冯梓洲，刘想梅，许子强，谭磊，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42