一种超小铜纳米团簇的制备及其在抗菌除臭方面的应用制造技术

本发明专利技术公开了纳米合成技术领域的一种超小铜纳米团簇的制备及其在抗菌除臭方面的应用，本发明专利技术对纳米团簇进行氨基化，氨基的加入可提高铜纳米团簇表面的正电荷数量，通过静电吸引作用使铜纳米团簇更容易结合于细菌表面，进而引起细菌细胞膜渗透性的提高，而且铜纳米团簇表面引入氨基，可有效防止铜纳米团簇发生聚沉导致粒径增加，进而影响其抗菌活性；本发明专利技术还利用

【技术实现步骤摘要】
一种超小铜纳米团簇的制备及其在抗菌除臭方面的应用


[0001]本专利技术属于纳米合成
，尤其涉及一种超小铜纳米团簇的制备及其在抗菌除臭方面的应用
。

技术介绍

[0002]金属纳米团簇，是一种金属核心尺寸为
2nm
左右的超小纳米粒子，其弥合了有机金属化合物和晶体金属纳米颗粒之间的间隙，通常由几个到几十个金属原子组成
。
相对于金和银来说，铜更便宜，因此，铜纳米团簇逐渐成为金属纳米团簇研究的重点
。
铜纳米团簇在抗菌除臭方面有着显著的应用，同时，铜纳米团簇的活性很高，比普通铜更容易与氧气发生反应，产生氧化铜，具有强吸附能力，能有效去除异味
。
[0003]有研究表明，金属纳米团簇的尺寸直接影响其抗菌效果，金属纳米团簇的抗菌效果随其粒径的增大而减弱，当其粒径增加到一定程度后，便失去了纳米材料所特有的理化性质，抗菌效果大大降低
。
粒径越小，比表面积就越大，较大的比表面积是金属纳米团簇能够抗菌的重要内因之一，尺寸越小就越容易穿透细菌细胞壁进入细胞内部，另外铜纳米团簇的抗菌性能还依赖其较高的浓度，但过高的浓度容易使其具有生物毒性，因此制备一种粒径小
、
抗菌和吸附效果好
、
生物相容性好的铜纳米团簇十分必要
。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种超小铜纳米团簇的制备及其在抗菌除臭方面的应用
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种超小铜纳米团簇的制备，其制备方法包括以下步骤：
[0006](1)
将
0.32g
升华硫加入到
10mL
油胺中溶解，得到硫前体溶液；
[0007](2)
向
80mL
十八烯中加入
40mL
油酸，加热到
50℃
，加入
2.6g
铜源，升温至
165℃
，保持
30min
，再降温至
105℃
，立即加入所述硫前体溶液，反应
3min
后加入到过量丙酮中，过滤得到沉淀，用去离子水洗涤三次，得到铜纳米团簇；
[0008](3)
称取
9.23gPVP
与
6.2gEDC
·
HCl
加入到
50mLDMA
中，室温搅拌溶解，滴加
3.2mL
辛胺，室温下反应
16h
，反应结束旋蒸除去
DMA
，用
30mL
丙酮溶解，加入
300mL
去离子水，过滤得到固体，用去离子水洗涤三次，再加入
75mL
乙酸乙酯，
50℃
水浴加热至固体溶解，加入
300mL
二甲基氯化铝搅拌
10min
，分液并收集上层液体，加入
300mL1M
盐酸，过滤得到固体，用去离子水洗涤三次，溶解在无水乙醇中，在
65℃
下旋干，得到白色固体；
[0009](4)
按比例称取所述铜纳米团簇和白色固体，分别用
DCM
溶解，记作溶液
A
和溶液
B
，将所述溶液
A
逐滴滴入溶液
B
中，混合均匀，
50℃
旋干，得到的固体用
pH
＝
9.0
硼酸盐缓冲液完全溶解，用
50KDa
超滤管浓缩，得到羧基化的铜纳米团簇；
[0010](5)
将所述羧基化铜纳米团簇按比例与
EDC、PEG
一起加入到
pH
＝
7.4
硼酸盐缓冲液中，完全溶解，反应
1h
，加入与
pH
＝
7.4
硼酸盐缓冲液等量的
pH
＝
8.4
硼酸盐缓冲液终止反
应，用
50KDa
超滤管超滤浓缩，得到氨基化的超小铜纳米团簇
。
[0011]进一步地，所述铜源为醋酸铜
、
硫酸铜
、
氯化铜
、
硝酸铜中的一种
。
[0012]进一步地，所述铜纳米团簇和白色固体的质量比为1：5‑1：
10。
[0013]进一步地，所述溶液
A
的浓度为
1.2
‑
1.5M。
[0014]进一步地，所述溶液
B
的浓度为
2.0
‑
2.5M。
[0015]进一步地，所述
pH
＝
9.0
硼酸盐缓冲液的配置方法如下：将
0.05M
硼砂溶液和
0.2M
硼酸溶液按1：9体积比混合
。
[0016]进一步地，所述
pH
＝
7.4
硼酸盐缓冲液的配置方法如下：将
0.05M
硼砂溶液和
0.2M
硼酸溶液按8：2体积比混合
。
[0017]进一步地，所述
pH
＝
8.4
硼酸盐缓冲液的配置方法如下：将
0.05M
硼砂溶液和
0.2M
硼酸溶液按
4.5
：
5.5
体积比混合
。
[0018]进一步地，所述羧基化铜纳米团簇与
EDC、PEG
的质量比为1‑2：2‑3：2‑
5。
[0019]一种超小铜纳米团簇在抗菌除臭方面的应用，所述应用包括将超小铜纳米团簇用于广谱灭菌和垃圾处理时吸收臭气
。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021](1)
本专利技术对纳米团簇进行氨基化，氨基的加入可提高铜纳米团簇表面的正电荷数量，通过静电吸引作用使铜纳米团簇更容易结合于细菌表面，进而引起细菌细胞膜渗透性的提高，而且铜纳米团簇表面引入氨基，可有效防止铜纳米团簇发生聚沉导致粒径增加，进而影响其抗菌活性；
[0022](2)
本专利技术还利用
PEG
对铜纳米团簇进行水溶性修饰，进一步降低其生物毒性，使其更适用于生物体系的抗菌；
[0023](3)
氨基的引入还使铜纳米团簇比表面积增大，与静电吸引作用协同作用，使铜纳米团簇的吸附性能大大提高
。
附图说明
[0024]图1为实施例1‑3和对比例1制备的铜纳米团簇细菌抑制生长情况检测结果
。
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超小铜纳米团簇的制备，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)
将
0.32g
升华硫加入到
10mL
油胺中溶解，得到硫前体溶液；
(2)
向
80mL
十八烯中加入
40mL
油酸，加热到
50℃
，加入
2.6g
铜源，升温至
165℃
，保持
30min
，再降温至
105℃
，立即加入所述硫前体溶液，反应
3min
后加入到过量丙酮中，过滤得到沉淀，用去离子水洗涤三次，得到铜纳米团簇；
(3)
称取
9.23gPVP
与
6.2gEDC
·
HCl
加入到
50mLDMA
中，室温搅拌溶解，滴加
3.2mL
辛胺，室温下反应
16h
，反应结束旋蒸除去
DMA
，用
30mL
丙酮溶解，加入
300mL
去离子水，过滤得到固体，用去离子水洗涤三次，再加入
75mL
乙酸乙酯，
50℃
水浴加热至固体溶解，加入
300mL
二甲基氯化铝搅拌
10min
，分液并收集上层液体，加入
300mL1M
盐酸，过滤得到固体，用去离子水洗涤三次，溶解在无水乙醇中，在
65℃
下旋干，得到白色固体；
(4)
按比例称取所述铜纳米团簇和白色固体，分别用
DCM
溶解，记作溶液
A
和溶液
B
，将所述溶液
A
逐滴滴入溶液
B
中，混合均匀，
50℃
旋干，得到的固体用
pH
＝
9.0
硼酸盐缓冲液完全溶解，用
50KDa
超滤管浓缩，得到羧基化的铜纳米团簇；
(5)
将所述羧基化铜纳米团簇按比例与
EDC、PEG
一起加入到
pH
＝
7.4
硼酸盐缓冲液中，完全溶解，反应
1h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁勋，
申请(专利权)人：苏州铜研达材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：