本发明专利技术公开了一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料及其制备方法与应用。所述方法为：将预处理的钛电极浸入含多巴胺的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，浸泡10～30h，得到聚多巴胺修饰的钛电极；将聚多巴胺修饰的钛电极浸入硝酸银溶液中，反应12～30h，得到掺杂银粒子的抗菌钛电极材料。本发明专利技术利用聚多巴胺对金属离子的络合作用和氧化还原能力在钛电极表面负载银，并通过银的光催化特性达到协同快速杀菌效果和与防止电极表面细菌粘附的作用，从而维持电极的长期电化学稳定性。该方法具有工艺简单、造价低廉和长期有效性等优势。本发明专利技术属于材料技术领域，抗菌电极适用于水质检测、食品与医疗检测等。
【技术实现步骤摘要】
一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料及其制备方法与应用
本专利技术属于抗菌电极
，具体涉及一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
电极被广泛用于临床，食品，环境和生物加工领域的快速信号检测和监测中。然而，在各种环境中，细菌很容易粘附在电极表面上。一旦细菌附着在电极表面，电极涂层的物理化学性质可被吸附的生物膜掩盖，生物膜会阻塞电极表面，并导致电极污染，严重干扰信号检测，减少电极的有效性。近年来，有研究将抗生素、金属离子等应用于材料表面使其具有抗菌功能，但未发现有关含菌环境中抗菌功能钛电极的相关报道。因此，制备出可杀菌且同时在含菌环境中保持电化学性能稳定的功能性电极对于检测与监测有重要意义。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述方法制得的一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料。所述抗菌电极解决了现有钛电极容易被细菌感染的问题，制备出抗菌功能电极，实现电极抗菌且在含菌环境中可维持其电化学性能稳定。本专利技术的再一目的在于提供上述一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将钛电极用HF和HNO3混合液浸泡，洗涤，干燥，得到预处理的钛电极；(2)将步骤(1)预处理的钛电极浸入含多巴胺的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，在20～35℃浸泡10～30h，洗涤，干燥，得到聚多巴胺修饰的钛电极；(3)将聚多巴胺修饰的钛电极浸入硝酸银溶液中，在20～35℃反应12～30h，洗涤，干燥，得到掺杂银粒子的抗菌钛电极材料。优选的，步骤(1)所述钛电极用HF和HNO3混合液浸泡前，还需分别用丙酮、无水乙醇和去离子水各超声清洗5～15min，除去钛表面的油污。优选的，步骤(1)所述HF和HNO3混合液中HF和HNO3的摩尔比为0.54：0.29，其中HF在混合液中的浓度为0.27mol/L。优选的，步骤(1)所述HF和HNO3混合液是由浓度为0.54mol/L的HF溶液和浓度为0.29mol/L的HNO3溶液按照体积比1：1混合得到。优选的，步骤(1)所述浸泡的温度为28℃，浸泡时间为5～10min。优选的，步骤(1)所述洗涤为用去离子水超声清洗5～20min。优选的，步骤(1)所述干燥的温度为30～80℃，干燥时间为5～24min。优选的，步骤(2)所述多巴胺的三羟甲基氨基甲烷[(HOCH2)3CNH2]缓冲液的pH＝7.4～10，其中多巴胺的浓度为0.1～20g/L，优选为6～20g/L。优选的，步骤(2)所述洗涤为用去离子水超声清洗5～20min。优选的，步骤(2)所述干燥的温度为30～50℃，干燥时间为10～20min。优选的，步骤(2)所述聚多巴胺修饰的钛电极指表面含有聚多巴胺修饰的钛电极。优选的，步骤(3)所述硝酸银溶液的浓度为1～30mmol/L，优选为15～30mmol/L。优选的，步骤(3)所述洗涤指用去离子水清洗，所述干燥指氮气吹干。上述方法制得的一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料。上述一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的应用。所述应用为在水质检测、食品检测与医疗检测领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术利用聚多巴胺对金属离子的络合作用和氧化还原能力在钛电极表面负载银，从而提高电极表面的电化学性能；并通过银的光催化特性达到协同快速杀菌效果，以及防止电极表面细菌粘附的作用，从而维持电极的长期电化学稳定性。该方法具有工艺简单、造价低廉和长期有效性等优势。本专利技术属于材料
，抗菌电极适用于水质检测、食品与医疗检测等。附图说明图1为实施例2中掺杂含银粒子抗菌钛电极材料实物图。图2为实施例2中掺杂含银粒子抗菌钛电极材料的表面形貌(SEM图)。图3为实施例2中掺杂含银粒子抗菌钛电极材料的EDS元素分析银图谱。图4为实施例1～4中掺杂含银粒子抗菌钛电极材料的抗菌效果图。图5为实施例2中掺杂含银粒子抗菌钛电极材料的电化学性能。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。本申请实施例中所述HF指HF水溶液，HNO3指硝酸水溶液。实施例1(1)以钛电极作为基体材料分别用丙酮、无水乙醇和去离子水各超声清洗10min，除去钛表面的油污备用。(2)用体积比为1:1的HF(0.54mol/L)和HNO3(0.29mol/L)的混合溶液在28℃下浸泡步骤(1)中的钛电极，同时不断搅拌5min，然后用去离子水超声清洗10min，置于50℃恒温干燥箱中干燥5min，备用，得到处理后钛电极。(3)将多巴胺溶于三羟甲基氨基甲烷[(HOCH2)3CNH2]缓冲液(pH＝8.5)中，制得浓度为0.1g/L的多巴胺溶液。(4)将步骤(2)处理后的钛电极浸泡在温度为28℃的步骤(3)的多巴胺溶液中18h，后用去离子水超声10min，置于50℃恒温干燥箱中干燥5min，制得表面含有聚多巴胺修饰的钛电极材料。(5)再将步骤(4)的聚多巴胺修饰钛电极浸泡在15mmol/L且温度为28℃的硝酸银溶液中反应12h，然后用去离子水清洗，氮气吹干保存，制得掺杂含银粒子抗菌钛电极材料。实施例2(1)以钛电极作为基体材料分别用丙酮、无水乙醇和去离子水各超声清洗10min，除去钛表面的油污备用。(2)用体积比为1:1的HF(0.54mol/L)和HNO3(0.29mol/L)的混合溶液在28℃下浸泡步骤(1)中的钛电极，同时不断搅拌5min，然后用去离子水超声清洗10min，置于50℃恒温干燥箱中干燥20min，备用，得到处理后钛电极。(3)将多巴胺溶于三羟甲基氨基甲烷[(HOCH2)3CNH2]缓冲液(pH＝8.5)中，制得浓度为20g/L的多巴胺溶液。(4)将步骤(2)处理后的钛电极浸泡在温度为28℃的步骤(3)的多巴胺溶液中10h，后用去离子水超声10min，置于30℃恒温干燥箱中干燥20min，制得表面含有聚多巴胺修饰的钛电极材料。(5)再将步骤(4)的聚多巴胺修饰钛电极浸泡在30mmol/L且温度为28℃的硝酸银溶液中反应30h，然后用去离子水清洗，氮气吹干保存，制得掺杂含银粒子抗菌钛电极材料。实施例3(1)以钛电极作为基体材料分别用丙酮、无水乙醇和去离子水各超声清洗10min，除去钛表面的油污备用。(2)用体积比为1:1的HF(0.54mol/L)和HNO3(0.29mol/L)的混合溶液在温度28℃下浸泡步骤(1)中的钛电极，同时不断搅拌5min，然后用去离子水超声清洗10min，置于50℃恒温干燥箱中干燥10本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将钛电极用HF和HNO
【技术特征摘要】
1.一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将钛电极用HF和HNO3混合液浸泡，洗涤，干燥，得到预处理的钛电极；
(2)将步骤(1)预处理的钛电极浸入含多巴胺的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，在20～35℃浸泡10～30h，洗涤，干燥，得到聚多巴胺修饰的钛电极；
(3)将聚多巴胺修饰的钛电极浸入硝酸银溶液中，在20～35℃反应12～30h，洗涤，干燥，得到掺杂银粒子的抗菌钛电极材料。
2.根据权利要求1所述一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述多巴胺的三羟甲基氨基甲烷缓冲液的pH＝7.4～10，其中多巴胺的浓度为0.1～20g/L。
3.根据权利要求1所述一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述硝酸银溶液的浓度为1～30mmol/L。
4.根据权利要求1所述一种掺杂银粒子的抗菌钛电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述HF和HNO3混合液中HF和HNO3的摩尔比为0.54：0.29，其中HF在混合液中的浓度为0.27mol/L。
5.根据权利要求1或2或3或4所述一种掺杂银粒子...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁心悦，
申请(专利权)人：宁心悦，
类型：发明
国别省市：广东;44
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