一种双金属纳米结构抗菌组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料领域，具体涉及一种双金属纳米结构抗菌组合物及其制备方法。本发明专利技术合成的纳米材料MIL

【技术实现步骤摘要】
一种双金属纳米结构抗菌组合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料领域，具体涉及一种双金属纳米结构抗菌组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属有机骨架材料(MOFs)是一种由多齿有机配体和金属离子或金属团簇桥联而成的具有拓扑结构的新型材料。这类材料不仅拥有高比表面积、较大的孔道体积，而且可以通过改变配体种类来合成不同孔径的材料，根据不同需求来有目的地设计材料。MOFs材料从第一次合成到现在已经合成了各式各样的晶体类型，涵盖有六大类，其中包括ZIF系列材料、MIL系列材料等。在当前MOFs被普遍应用于储能材料、气体吸附与分离、催化、传感、磁性、荧光等领域。由于MOFs结构的特性，致使它能够用于以上一系列的应用。MOFs材料优秀的比表面积和孔隙被用来吸附分离，加上MOFs材料本身携带的配体不同，也能够应用于作为某些材料的催化剂。
[0003]而目前传统的抗菌材料面临着细菌耐药性问题，使传统药物对细菌的灭菌能力不断减弱。抗菌材料从古时候就已经开始使用，在发展过程中被逐渐优化，但是由于传统药物自身局限性，使得MOFs材料逐渐被挖掘。虽然MOFs材料在医学领域上逐渐发展，但是仍旧有许多问题还未解决。例如，在MOFs材料的合成过程中，超声时间过长会影响纳米材料的结构，同时两种材料直接混合会影响材料的充分反应。在现有的水热合成技术中，加热的时长也会影响产物的合成。
[0004]中国专利申请CN 109820000 A公开了一种MOFs载纳米银抗菌材料及其制备方法，以具有结构可裁剪、大的比表面积及若干拓扑结构的多孔材料MOFs为模板，将纳米银附载于MOFs的表面、骨架及孔道中，合成尺寸均匀、易于分散的Ag@MOFs高效抗菌材料。其通过特定比例葡萄糖溶液参与反应，以解决银纳米颗粒容易自发聚集成大颗粒而不能有效均匀分散于基体材料中，影响其抗菌性能的问题。
[0005]中国专利申请CN 111109293 A涉及一种纳米银(Ag NPs)原位生长于ZIF
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8金属有机框架(MOFs)的表面、骨架及孔道中，形成一种新型Ag NPs@ZIF
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8复合材料。其通过改变2
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甲基咪唑和乙酸锌的含量和反应时间可以调控ZIF
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8的形貌和粒径，从而影响银氨分子在ZIF
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8孔隙中的吸附，限制了银在ZIF孔径里生长的尺寸，生成高抗菌性纳米级银颗粒；同时大量银离子进入ZIF
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8孔隙和表面，提高了复核材料的银载带效率，以实现抗菌作用。但上述专利申请均未对所得产物进行抗菌试验验证，其抗菌效果不得而知。而当前合成的MOFs材料抗菌有效浓度仍在5
‑
10mg/mL范围内，还没有达到ug/mL甚至更低的水平。为研究更低的杀菌或者抑菌浓度，合成新的MOFs抗菌材料需求迫切。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种双金属纳米结构抗菌组合物及其制备方法。本专利技术涉及一项新的MOFs材料合成技术，通过合成一种新的纳米
材料MIL
‑
101(Fe)@Ag来实现对细菌的抗菌作用，并探究了对细胞的毒性作用，以便进行后期应用。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种双金属纳米结构抗菌组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：将FeCl3·
6H2O和对苯二甲酸先在研钵中研磨充分，然后加入N，N
‑
二甲基甲酰胺中，超声使其变成混浊悬液，得混浊悬液Ⅰ；
[0010]S2：将硝酸银加入的70℃的无水乙醇中，再将含有硝酸银的无水乙醇加入到混浊悬液Ⅰ中，得混浊悬液Ⅱ；将混浊悬液Ⅱ密封在内衬是特氟龙的不锈钢反应釜中，在120℃下加热24h后得到橙色的泥状物，通过离心分离得到橙色泥状物；
[0011]S3：用DMF和70℃热乙醇分别对橙色泥状物清洗，并进行离心，去除未反应的原材料，随后将清洗完毕的橙色泥状物在150℃下保持12h对其活化，即得双金属纳米结构抗菌组合物。
[0012]进一步地，所述步骤S1中的N，N
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二甲基甲酰胺和FeCl3·
6H2O的用量比为20～40mL：1.351g；所述步骤S2中的无水乙醇和硝酸银的用量比为5～10mL：0.3532g。
[0013]进一步地，所述步骤S1中FeCl3·
6H2O与对苯二甲酸的摩尔比为2：1。
[0014]进一步地，所述的步骤S2中硝酸银添加量为FeCl3·
6H2O与对苯二甲酸质量总和的2～20％。
[0015]更进一步地，所述的步骤S2中硝酸银添加量为FeCl3·
6H2O与对苯二甲酸质量总和的20％。
[0016]进一步地，所述步骤S1中的超声时间为15min，超声功率120W。
[0017]进一步地，所述步骤S2、S3中的离心速度为4000rmp。
[0018]进一步地，所述步骤S3中用DMF清洗橙色泥状物1次；用70℃热乙醇清洗橙色泥状物2次。
[0019]而且，本专利技术还提供了一种双金属纳米结构抗菌组合物及其在制备抗菌材料中的应用。在该应用中所述的双金属纳米结构抗菌组合物的抗菌最佳浓度如下：大肠杆菌对应的浓度大于80ug/mL，金黄色葡萄球菌对应的浓度大于60ug/mL。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供的双金属纳米结构抗菌组合物，具有以下优势：
[0021]1)本专利技术在MOFs合成时直接加入一定质量的硝酸银，使得银离子和混合溶液中的FeCl3·
6H2O和对苯二甲酸在反应容器中充分反应，获得负载有银离子的新的MOFs双金属结构。所得MOFs双金属结构为弱磁性纳米粒子，样貌为复合立方体晶体颗粒，晶体形貌规整，呈现立体结构。
[0022]2)本专利技术合成的20％MIL
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101(Fe)@Ag，其浓度低于100ug/mL时就可以抑制细菌的生长。通过平板涂布法检测合成产物的抗菌性能，发现本专利技术合成的20％MIL
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101(Fe)@Ag浓度为100μg/mL时，其对大肠杆菌的抑制效果显著；甚至金黄色葡萄球菌的存活率仅为10％左右。
[0023]3)本专利技术所得的双金属纳米结构抗菌组合物毒副作用低，化学性质稳定，抗菌活性好。
附图说明
[0024]图1是实施例1合成过程中经充分研磨的原料图；
[0025]图2中a是实施例1和对比例1～3所得产物的XRD光谱图；b是20％MIL
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101(Fe)@Ag的XRD谱图；
[0026]图3是实施例1所得产物的红外谱图；
[0027]图4是实施例1所得产物的SEM图；
[0028]图5中a是实施例1所得产物的纳米粒度分析图；b是实施例1所得产物的Zeta电势分析图；
[0029]图6是实施例1所得产物的热重(TG)曲线图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属纳米结构抗菌组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将FeCl3·
6H2O和对苯二甲酸先在研钵中研磨充分，然后加入N，N
‑
二甲基甲酰胺中，超声使其变成混浊悬液，得混浊悬液Ⅰ；S2：将硝酸银加入70℃的无水乙醇中，再将含有硝酸银的无水乙醇加入到混浊悬液Ⅰ中，得混浊悬液Ⅱ；将混浊悬液Ⅱ密封在内衬是特氟龙的不锈钢反应釜中，在120℃下加热24h后得到橙色的泥状物，通过离心分离得到橙色泥状物；S3：用DMF和70℃的热乙醇分别对橙色泥状物清洗，并进行离心，去除未反应的原材料，随后将清洗完毕的橙色泥状物在150℃下保持12h对其活化，即得双金属纳米结构抗菌组合物。2.如权利要求1所述的双金属纳米结构抗菌组合物制备方法，其特征在于，所述步骤S1中FeCl3·
6H2O与对苯二甲酸的摩尔比为2：1。3.如权利要求1所述的双金属纳米结构抗菌组合物制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的N，N
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二甲基甲酰胺和FeCl3·
6H2O的用量比为20～40mL：1.351...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘甜恬，黎奚，徐梦媛，陈捷晗，郑惠莹，林夏子，
申请(专利权)人：广东药科大学，
类型：发明
国别省市：