[发明专利]一种多孔石墨烯负载铈纳米复合抗菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合抗菌材料领域，涉及一种多孔石墨烯负载铈纳米复合抗菌剂及其制备方法。

背景技术

抗菌材料的开发和应用为保护人类健康树起了一道绿色的屏障，对于改善人类生活环境，减少疾病、保护全民健康具有十分重要的意义。人类很早就认识到某些金属如银、铜、锌、汞、铋、镉等具有抗菌效果，且对人和动物均安全（Fumiyasu Ishiguro, Takeshi Nishkawa, Ryozo Amano, et al. Development of nickel-chromium coating with antibacterial performance [J]. Materia Japan, 1999, 38(1): 64.）。和有机抗菌剂相比，金属抗菌剂具有耐高温、抗菌广谱性、长效、安全、无二次污染等特点，正逐渐成为抗菌领域新的研究热点（杨玲, 毛健, 侯廷红, 张小丽, 王彬, 涂铭旌. 稀土铈掺杂纳米ZnO抗菌复合材料研究. 化工新型材料, 2005, 33 (2): 15-18.）。

自20世纪70年代以来，中国就开展了稀土金属的毒理学研究，证明稀土金属元素属低毒性物质，具有比较好的抗菌、抗肿瘤、抗艾滋病等生物活性（敬和民, 吴欣强, 刘永前, 吕曼祺, 杨柯, 姚治铭. 含铈不锈钢的抗菌性能. 中国稀土学报, 2006, 24 (2): 223-226.）。近年来，亦有不少关于稀土抗菌材料的制备、表征及抗菌性能研究的报道，这些研究都表明稀土能够提高材料的抗菌性能（Tang Xiaoning, Zhang Bin, Xie Gang, Xia Xueshan. Study on antibacterial mechanism of Ag-inorganic antibacterial material containing lanthanum [J]. Advanced Materials Research, 2009, 79-82: 1799.）。而且稀土离子由于具有较高的安全性和广谱抗菌性，在医学中可被作为抗菌剂使用（Yang Yunhua, Dai Guangjian, Tan Shaozao, et al. Structure and synergetic antibacterial effect of zinc and cerium carried sodium zirconium phosphates [J]. Journal of Rare Earths, 2011, 29(4): 308-312.）。

铈（Cerium, Cas号: 7440-45-1, Ce, 分子量: 140）是稀土元素中丰度最高的一种。Ce属于镧系金属，三价Ce盐对细菌和真菌均有杀灭作用，特别是对革兰氏阴性细菌的杀灭作用更强（敬和民, 吴欣强, 刘永前, 吕曼祺, 杨柯, 姚治铭. 含铈不锈钢的抗菌性能. 中国稀土学报, 2006, 24 (2): 223-226.）。但是，抗菌金属离子直接使用不安全、时效性短且不稳定，因此，需要用到载体。如TiO₂负载铈可引起二氧化钛晶格畸变，俘获光生电子，减少电子-空穴对的复合几率，从而可以提高铈的抗菌活性（卢维奇, 刘金云. 铈或钕掺杂TiO₂复合抗菌陶瓷及其自洁净抗菌性能研究. 稀土, 2006, 27 (1): 4-7.）。