[发明专利]一种二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜，其特征在于：多层复合薄膜的构成为：基底/PEI/(TNS/LSZ)_n，其中基底为石英；PEI为聚乙烯亚胺，TNS为带负电荷的二氧化钛纳米片的层板；LSZ为在中性介质中表面带正电荷的溶菌酶；n为多层复合薄膜的层数，且1≤n≤20。

2.按权利要求1所述的二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜，其特征在于：所述PEI为在水溶液中为带正电荷的聚阳离子聚乙烯亚胺。

3.按权利要求1所述的二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜，其特征在于：

所述二氧化钛纳米片为无机半导体材料，其化学组成为[Ti_1-δ□_δO₂]^4δ-；□代表由于钛元素缺失而产生的钛空位，δ代表钛空位的摩尔分数，0.07≤δ≤0.11，4δ-代表二氧化钛纳米片所带有的负电荷；其二氧化钛纳米片厚度为0.7-1.2nm，侧面尺度在100-800nm范围内。

4.一种权利要求1所述的二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜的制备方法，其特征在于：

1)二氧化钛纳米片胶体溶液的制备：将Cs₂CO₃和TiO₂按照1∶5.1-1∶5.5的摩尔比混合研磨，混合物在800-900℃下煅烧30-60分钟，然后研磨再以800-900℃下煅烧20-24小时后冷却，再次研磨并在800-900℃下煅烧20-24小时，得到层状钛酸铯Cs_xTi_2-x/4□_x/4O₄(CTO)，其中0.5≤x≤0.9；

然后将CTO与HCl按照50-200mL/g的液固比混合搅拌3-4天，产物用二次蒸馏的去离子水清洗至中性得到质子型钛酸盐H_xTi_2-x/4□_x/4O₄(HTO)，其中0.5≤x≤0.9；

最后将HTO与浓度为0.0017-0.5mol/L的四正丁基氢氧化铵(TBAOH)溶液按照250-300mL/g的液固比在室温下搅拌得乳白色悬浊液，再经高速离心得到二氧化钛纳米片胶体溶液；

2)薄膜基底的表面处理：薄膜基底为石英，先将石英依次用丙酮、无水乙醇和去离子水各超声清洗清洗，再浸入到H₂O₂和浓硫酸按体积比为3∶7-4∶6配制的洗液中超声清洗，最后用二次蒸馏的去离子水冲洗干净后用N₂吹干；

3)二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合抗菌薄膜的制备：

将清洗后的石英基底浸入浓度2.0-2.5g/L的聚乙烯亚胺(PEI)水溶液中，浸泡后取出淋洗N₂吹干；

将上述基底浸入到步骤1)所得的浓度为0.02-0.2g/L的二氧化钛纳米片胶体溶液中，浸泡后取出取出淋洗N₂吹干；用二次蒸馏的去离子水淋洗并用N₂吹干，

再将上述基底浸入到含溶菌酶的磷酸盐缓冲溶液中，浸泡后取出取出淋洗N₂吹干，得二氧化钛纳米片/溶菌酶复合薄膜。

5.按权利要求4所述的二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜的制备方法，其特征在于：

将上述所得二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜再次浸入步骤1)所得的二氧化钛纳米片胶体溶液中浸泡，而后在进入含溶菌酶的磷酸盐缓冲溶液中浸泡，重复操作即得到二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜。

6.按权利要求4所述的二氧化钛纳米片/溶菌酶多层复合薄膜的制备方法，其特征在于：

所述步骤1)中CTO与1.0-1.5mol/L的HCl混合搅拌3-4天，搅拌时每24小时更换一次1.0-1.5mol/L的HCl；

二次蒸馏去离子水是经过两次蒸馏的去离子水；

HTO与浓度为0.0017-0.5mol/L的四正丁基氢氧化铵(TBAOH)溶液搅拌后高速离心1-2次，离心速度为10000-12000转/分钟，15-30分钟。