CN112442893A - 一种特高效纳米铜抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及杀菌剂技术领域，具体为一种特高效纳米铜抗菌剂及其制备方法，其目的在于提供一种特高效纳米铜抗菌剂及其制备方法，高效纳米铜抗菌剂具有高抗菌性、高耐洗、低成本、绿色环保、极低抗菌原料用量等性能；所述特高效纳米铜抗菌剂由核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液组成，所述核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液的重量份为核壳型铜纳米颗粒1×10‑7‑2×10‑5份；磷酸盐缓冲溶液5‑95份；其有益效果在于：本发明的特高效纳米铜抗菌剂的高效抗菌，在铜添加量极低的条件下抗菌率便可达到99％以上。抗菌纺织品高效耐洗，最大洗涤次数范围10次‑100次，满足不同应用领域。

Description

一种特高效纳米铜抗菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及杀菌剂技术领域，具体为一种特高效纳米铜抗菌剂及其制备方法。
背景技术
近年来，市场上出现许多杀菌剂，主要有杀生物剂和生物抑制剂、浸出和结合的杀菌剂、控释阻隔剂和耐洗涤剂。杀生物剂能够中断微生物的常规代谢并抑制其生长，从而赋予棉织物纤维抗细菌和抗真菌活性。在纺织工业中常用的是浸出杀菌剂，它不与棉织物或纤维化学结合。在潮湿的环境中，浸出杀菌剂采用控释机制，逐渐且持续的从棉织物释放到周围的环境中，对大多数细菌和真菌有效，但这种杀菌剂不能经受反复洗涤。结合杀菌剂包括化学结合到纤维表面的杀菌剂，它们充当纤维表面与微生物的接触屏障。与浸出杀菌剂相比，结合杀菌剂明显的优点就是提高棉织物的耐洗涤性。除此之外，结合杀菌剂的表面采用环保处理，不会有有毒物质释放到环境中。虽然天然杀菌剂和有机杀菌剂都可用于棉织物表面修饰，但使用最广泛的棉织物杀菌剂是无机杀菌剂。无机抗菌剂因其高安全性，耐热性和耐久性耐热性和耐久性而成为抗菌剂研究的核心。由于银、铜、锌等金属具有抗菌性，采用简单的物理吸附或溶液浸渍的方法，将银、铜、锌、金等金属负载到棉纤维表面，制成具有抗菌功能的棉纤维。总之，在纺织行业中，抗菌棉纤维已经用于家用服装包括内衣、运动服和军装的制造。在医疗应用中，可用作外科手术线、伤口敷料和医用绷带的制备。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种特高效纳米铜抗菌剂及其制备方法，高效纳米铜抗菌剂具有高抗菌性、高耐洗、低成本、绿色环保、极低抗菌原料用量等性能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种特高效纳米铜抗菌剂，其特征在于，所述特高效纳米铜抗菌剂由核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液组成，所述核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液的重量份为核壳型铜纳米颗粒1×10-7-2×10-5份；磷酸盐缓冲溶液5-95份；
所述特高效纳米铜抗菌剂的制备方法，所述特高效纳米铜抗菌剂由核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液超声分散获得。
一种特高效纳米铜抗菌剂的应用，将纳米铜颗粒附着于涂料及纺织品中，制得抗菌涂料和抗菌纺织品。
本发明的有益效果在于：1、本发明采用核壳型纳米铜颗粒制得的抗菌剂以及抗菌纺织品，对比广泛使用的银系抗菌剂，它工艺简单、成本低、绿色环保、生物毒性低。2、本发明的特高效纳米铜抗菌剂的高效抗菌，在铜添加量极低的条件下抗菌率便可达到99％以上。抗菌纺织品高效耐洗，最大洗涤次数范围10次-100次，满足不同应用领域。
附图说明
图1为本发明中不同纳米铜含量抗菌剂与大肠杆菌共培养24h的菌落数图；
图2为本发明中不同纳米铜含量抗菌剂与金黄色葡萄球菌菌共培养24h的菌落数图；
图3为本发明中不同纳米铜含量抗菌纺织物与大肠杆菌菌共培养24h的菌落数图；
图4为本发明中不同纳米铜含量抗菌纺织物与金黄色葡萄球菌共培养24h的菌落数图；
图5为本发明中不同纳米铜含量抗菌纺织品洗涤不同次数后与大肠杆菌共培养24h的菌落数图；
图6为本发明中不同放大倍数下纺织品扫描透射显微镜图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练入员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。除非另外说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
一种高效铜纳米颗粒液体抗菌剂，所述特高效纳米铜抗菌剂由核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲液组成，纳米铜浓度分别为1×10-7g/ml、2×10-7g/ml、3×10-7g/ml、3.5×10- 7g/ml、4×10-7g/ml；制备时，分别称取0.01g、0.02g、0.03g、0.035g、0.04g纳米铜颗粒，向离心管中注入5mL PBS缓冲液，分别加入纳米铜粉，超声分散10min。利用稀释的方法，最终获得浓度分别为1×10-7g/ml、2×10-7g/ml、3×10-7g/ml、3.5×10-7g/ml、4×10-7g/ml的纳米铜抗菌剂。
本实施例所制备的抗菌剂，不同浓度抗菌率不同。如图1所示，对于纳米铜浓度为1×10-7g/ml、2×10-7g/ml、3×10-7g/ml、4×10-7g/ml的抗菌剂来说，对大肠杆菌24h的抗菌率分别为77.2％、92.0％、97.6％、100％；如图2所示，对于纳米铜浓度为2×10-7g/ml、3×10- 7g/ml、3.5×10-7g/ml、4×10-7g/ml的抗菌剂来说，对金黄色葡萄球菌24h的抗菌率分别为92.9％、98.7％、99.6％、100％。表明本实施例的抗菌剂的铜添加量在千万分之一的量级上，成本低、抗菌性能强。
实施例2
一种特高效铜纳米颗粒抗菌纺织品，所述抗菌纺织品由核壳型铜纳米颗粒为主要抗菌材料，通过超声技术附着于纺织品纤维表面及内部，工艺简单，绿色环保。所制得高效铜纳米颗粒抗菌纺织品的纳米铜浓度分别为8×10-7g/ml、1×10-6g/ml、2×10-6g/ml。制备时，按照实施例1中的方法分别制得浓度为8×10-7g/ml、1×10-6g/ml、2×10-6g/ml的纳米铜分散液各100ml，超声处理10min，使其分散均匀，再分别向其中放入已经煮沸清洗后的纺织品各1g，超声20min。最后蒸馏水冲洗、晾干，获得特高效纳米铜抗菌纺织品。
所制备的抗菌纺织品具有高效抗菌性能，如图3所示，对于铜处理浓度分别为8×10-7g/ml、1×10-6g/ml、2×10-6g/ml的纺织品，对大肠杆菌24h的抗菌率分别为76.0％、92.0％、100％；如图4所示，对金黄色葡萄球菌24h的抗菌率分别为88.9％、100％、100％。由于纳米铜颗粒用量在百万分之一的量级上，处理后不影响原纺织品的颜色、光泽、弹性，成本低廉，适合大规模推广。
实施例3
一种高耐洗铜纳米颗粒抗菌纺织品，本实施例所述抗菌纺织品在具有高效抗菌的基础上，还具备高耐洗特性。针对目前市场上推广的50次耐洗涤次数，本抗菌纺织品已达到100次洗涤不失效。按照本实施例的原料特性及加工处理方法，可实现200次、500次，甚至1000次洗涤不失效，广泛满足民用市场和军用领域不同使用需求。考虑到洗涤前后抗菌材料的损耗，在保持纺织品特性不变的基础上，研发了铜处理浓度分别为5×10-6g/ml、1×10-5g/ml、2×10-5g/ml的高耐洗抗菌纺织品。制备方法同实施例2。由于铜添加量在十万分之一的量级上，因此该产品依旧具有高效抗菌、不改变原纺织品特性的特点。
上述纺织品，通过模拟洗衣机洗涤方式，每50ml蒸馏水中加入0.25g肥皂作为洗涤液，每50ml洗涤液中放入1g抗菌纺织品，在400r/min的参数下磁力搅拌处理，每处理15min作为1次洗涤。洗涤结束后利用平板计数法进行遗留抗菌性能检测。如图5所示，对于铜处理浓度分别为5×10-6g/ml、1×10-5g/ml、2×10-5g/ml的高耐洗抗菌纺织品，最大洗涤次数分别为10次、50次、100次，洗后抗大肠杆菌率分别为92.86％、85.79％、99.6％。
利用扫描电镜和X射线能谱对抗菌纺织品进行分析，证明纳米铜成功附着于纺织品纤维上；如图6(a)—(d)为不同放大倍数下纳米铜抗菌纺织品扫描透射显微镜图；如图6(e)—(h)为不同放大倍数下普通纺织品扫描透射显微镜图。
通过平板计数法表征抗菌剂抗菌性能，综上所述，不同抗菌剂及抗菌纺织品抗菌率达76％-100％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种特高效纳米铜抗菌剂，其特征在于，所述特高效纳米铜抗菌剂由核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液组成，所述核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液的重量份为核壳型铜纳米颗粒1×10-7-2×10-5份；磷酸盐缓冲溶液5-95份；
所述特高效纳米铜抗菌剂的制备方法，所述特高效纳米铜抗菌剂由核壳型铜纳米颗粒和磷酸盐缓冲溶液超声分散获得。
2.一种特高效纳米铜抗菌剂的应用，将纳米铜颗粒附着于涂料及纺织品中，制得抗菌涂料和抗菌纺织品。
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