[发明专利]一种凹凸棒石-黄腐酸杂化抗菌材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种凹凸棒石‑黄腐酸杂化抗菌材料的制备方法，是将黄腐酸溶于水后均匀喷洒于凹凸棒石粉末表面，然后经机械研磨，烘干，粉碎，即得。本发明利用凹凸棒石孔道的吸附和杂化功能，将黄腐酸驻留在凹凸棒石孔道中，同时孔道边缘的镁可与黄腐酸中的含氮、硫和氧功能基团发生作用，形成有机‑无机杂化纳米抗菌材料，有利于增强凹凸棒石抗菌活性。利用绿色环保的机械力化学法可以进一步提高黄腐酸或改性黄腐酸的负载量，进而提高杂化抗菌材料的抗菌性能。实验表明，本发明制备的凹凸棒石‑黄腐酸杂化抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较强的抑菌效果，将其添加到饲料中可满足动物健康养殖替抗需求。

技术领域

本发明涉及一种天然抗菌材料，尤其涉及一种凹凸棒石-黄腐酸杂化抗菌材料及其制备方法，属于纳米复合材料领域和动物饲料技术领域。

背景技术

随着长期和过度使用抗生素，如何应对“超级细菌”的挑战已成为人们关注的焦点问题。当前通过开发新制剂而获得更好的抗菌效果受到重视。通过精确控制纳米材料粒子的大小、表面化学性质和不同形貌，可制备出具有内在抗菌活性的功能材料。因此，抗菌纳米材料的设计和制备是近年来研究的热点之一。

凹凸棒石是一种天然一维富镁铝硅酸盐黏土矿物，具有纳米棒状形貌、纳米孔道和表面活性基团，在众多领域得到广泛应用。研究表明，在饲料中添加凹凸棒石可改善动物生产性能，通过孔道固载或表面负载抗菌活性成分，可赋予凹凸棒石复合材料广谱抗菌性能。

黄腐酸是从腐殖酸中提取出的水溶性成分，含有大量黄酮类化合物有效成分，如黄酮、黄酮醇、异黄酮等物质。其黄酮类化合物具有抗脂质过氧化、增强免疫力等生理作用。另外，黄腐酸富含羰基、羧基、羟基、醌基、甲氧基等多种含氧活性官能团，具有一定的抗菌性能。研究发现，在饲粮中添加黄腐酸可以显著提高生长猪和肉仔鸡的生长性能、胴体特性和肉品质。因此，将黄腐酸负载于凹凸棒石孔道中，以期获得抗菌性能良好的天然抗菌材料，并能添加到饲料中可满足动物健康养殖替抗需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种凹凸棒石-黄腐酸纳米杂化抗菌材料的制备方法。

本发明一种凹凸棒石-黄腐酸杂化抗菌材料的制备，是将黄腐酸溶于水后均匀喷洒于凹凸棒石粉末表面，然后经机械研磨，烘干，粉碎，即得。

所述黄腐酸是从泥煤、褐煤或风化煤中提取出来的水溶性成分，黄腐酸含量≥95%。

为了提高黄腐酸的抗菌活性，可将黄腐酸由改性剂进行修饰改性。具体改性方法：在室温条件下，将黄腐酸溶于水中，在搅拌下加入改性剂反应30~120 min。改性剂可以采用过氧化氢、柠檬酸、吐温-80、十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种，且黄腐酸与改性剂质量比为1:0.1~1:0.5。改性后黄腐酸中活性官能团含量增加，有利于黄腐酸与凹凸棒石的杂化及抗菌性能提升。

黄腐酸或黄腐酸改性液的用量为凹凸棒石质量的5~25%时，凹凸棒石-黄腐酸纳米杂化抗菌材料的抑菌效果达到最佳。

所述机械研磨为：采用球磨机，球料比10:1~30:1，研磨时间30~90min。

所述烘干是在105~120℃下烘30~120 min。

图1为凹凸棒石、黄腐酸和本发明制备的杂化抗菌材料红外光谱图。从图1可以看出，杂化抗菌材料的图谱中除凹凸棒石（3615 cm^-1，3550 cm^-1，3411 cm^-1，1656 cm^-1，1197cm^-1，1029 cm^-1，983 cm^-1，796 cm^-1）的特征吸收峰外，在2853 cm^-1和2924 cm^-1处出现了－CH₃和－CH₂的振动峰，表明黄腐酸成功负载到了凹凸棒石上。