[发明专利]氧化钇-秸秆纤维素复合纳米抑菌材料

说明书

本发明涉及一种氧化钇‑秸秆纤维素复合纳米抑菌材料。包括如下步骤：将提取的秸秆纤维素均匀分散到氧化钇合成体系中，高压反应釜中反应，离心分离沉淀物并烘干过夜，得到氧化钇‑秸秆纤维素复合物。将纳米材料经无水乙醇灭菌后，离心再去除上清，再加入水充分混和均匀。将浓度不等的氧化钇‑秸秆纤维素复合物材料加入到一定浓度的大肠杆菌和葡萄球菌的试管内，分别置于光及黑暗下振荡培养一定时间；然后利用平板计数法分析纳米材料对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的抑制效率。该氧化钇‑秸秆纤维素复合材料对革兰氏阴性和阳性菌具有良好的抑制效果，尤其对革兰氏阴性菌抑制效率非常高，且对环境友好不会引发细菌的耐药性等问题。

技术领域

本发明属于抑菌材料的制备技术领域，具体涉及一种氧化钇-秸秆纤维素复合纳米抑菌材料。

背景技术

细菌广泛存在于人类生存环境中。抗生素不仅能杀死细菌而且对致病微生物有着良好的抑制和杀灭作用，因此被广泛使用。而抗生素的滥用导致细菌耐药性的问题日趋严重，威胁到人类的健康和环境的发展。寻找抗生素替代品成为目前急需解决的问题之一。研究表明，抗菌剂能有效控制由病原菌引起的感染性疾病。而一些纳米材料具有很好的杀菌抑菌性能，不仅可以避免导致细菌的耐药性，而且成本低廉。因此，采用纳米材料作为抗菌剂具有很好的应用前景。目前，人们对于纳米抗菌材料的研发已经取得了很大的成就，但是仍需不断开发更高效、更低廉的抗菌剂。

非抗生素类抗菌剂替代抗生素，能够极大地减少抗生素对环境和人类的危害。如今，光增强型抗菌剂由于具有高效的光催化抗菌性能和对环境无二次污染的优点而引起了研究者们的广泛关注。

秸秆是常见的农业废弃物，已经有很多文献证实它能作为模板材料使用；且秸秆经过合适地提炼后能分离出纤维素。这能有效提高模板材料的比表面积。氧化钇作为一种稀土氧化物，目前已成为光催化领域的研究热点。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗菌剂，该抗菌剂具有优良的抗菌性能以及光增强抗菌性能。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种氧化钇-秸秆纤维素复合纳米抑菌材料，该抑菌材料是由氧化钇和秸秆纤维素复合而成，其中，钇：秸秆纤维素的质量比为(3.6～72):1。

所述的抑菌材料，由如下步骤制备：

(1)将硝酸钇、聚乙烯吡咯烷酮以及秸秆纤维素置于水和乙醇的混合溶液中搅拌均匀，于150～200℃下水热反应10～20小时；

(2)对步骤(1)反应产物进行离心分离、乙醇清洗、水洗后于60～80℃干燥，得到所述的抑菌材料。

在上述制备步骤中，硝酸钇与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为(2～6.25)：1。

在上述制备步骤中，水和乙醇的混合溶液中水和乙醇的体积比为(0.14～0.33)：1。

本发明还提供了氧化钇-秸秆纤维素复合纳米抑菌材料在抑制革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌上的应用。

所述的应用中，革兰氏阴性菌为大肠杆菌，革兰氏阳性菌为葡萄球菌。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：

①在氧化钇合成体系中加入秸秆是为了调控氧化钇的结构，促使氧化钇复合物具有更大的比表面积和更好的分散性能，秸秆与氧化钇的协同作用，有效降低氧化钇的带隙宽度，从而确保所得复合物具有更好的抗菌性能以及光增强抗菌性能。

②在制备过程中采用乙醇清洗去除未反应的聚乙烯吡咯烷酮，再用去离子水清洗去除未反应的无机离子，可以获得纯净的氧化钇-秸秆纤维素复合物纳米材料。