[发明专利]一种Ag/多巴胺/g-C3N4可见光催化杀菌剂

说明书

本发明属于无机功能材料技术领域，特指一种Ag/多巴胺/g‑C₃N₄可见光催化杀菌剂。采用g‑C₃N₄为模板，硝酸银为前驱体，用硼氢化钠冰水浴还原反应制备Ag/多巴胺/g‑C₃N₄新型复合材料；该新型复合物具有优异的抗菌和杀菌性能，并且g‑C₃N₄和多巴胺都是生物相容性材料，本身对细胞没有毒性。多巴胺能够在无机材料表面通过自身氧化聚合形成超强黏附性的聚多巴胺层，聚多巴胺分子中的邻苯二酚基团具有一定的还原性，能够将金、银等贵金属离子还原成单质。同时，金属纳米颗粒与无机材料能够通过聚多巴胺上的邻苯二酚和氨基官能团产生共价与非共价的相互作用，使贵金属纳米粒子可以强力地附着于g‑C₃N₄材料表面上。

技术领域

本发明属于无机功能材料技术领域，特指一种Ag/多巴胺/g-C₃N₄可见光催化杀菌剂，采用g-C₃N₄为模板，硝酸银为前驱体，硼氢化钠为还原剂，冰水浴反应制备Ag/多巴胺/g-C₃N₄新型杀菌复合材料。

背景技术

近年来随着工业的迅猛发展，污染水中的细菌滋生问题与我们愈加相关，抗菌及杀菌工作的重要性也就不言而喻。由于Ag纳米粒子优异的等离子效应和可见光催化活性、稳定性，从而受到广泛的关注。Ag纳米粒子可以释放出微量的Ag⁺，通过库伦引力牢固地吸附在带负电荷的大肠杆菌细胞膜上从而干扰DNA合成进而使细菌丧失分裂繁殖能力，可以有效地杀灭水体中的有害微生物，用于处理废水、废气中有机污染物。但是，在杀菌实验中单独使用银纳米颗粒存在诸多问题：(1)由于Ag为纳米颗粒，在实际杀菌实验中容易流失且对细胞具有一定毒性从而造成环境污染；(2)Ag纳米颗粒由于粒度小，表面原子比例大，比表面积大，表面能大，处于能量不稳定状态，因而很容易在水溶液中发生静电吸附作用而自身团聚。已有报道将Ag与石墨烯、Al₂O₃、凝胶、二氧化硅负载形成复合材料，但是大多数载体制备复杂、价格昂贵且对细胞具有一定的毒性，从而我们选择类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为新型复合材料载体。

类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种由三嗪(C₃N₄)和七嗪(C₆N₇)单元构成的碳氮聚合物，具有密度低、化学惰性和生物兼容性好等优点。g-C₃N₄作为半导体产生的h⁺，·O₂^-和H₂O₂等可以有效地杀死带负电的大肠杆菌，令细菌丧失分裂繁殖能力而死亡。(Long Sun，etal.Acs Sustainable Chemistry&Engineering，2017，5(10):8693–8701)。