[发明专利]一种聚多巴胺-纳米纤维素复合抗菌材料

说明书

本发明涉及一种聚多巴胺‑纳米纤维素复合抗菌材料，属于抗菌材料技术领域，包括以下步骤制得：将gC3N4/rGO颗粒与去离子水超声混合，将盐酸、纤维素接枝丙烯酸微球、苯胺和去离子水混合，然后，将混合物逐滴加入至gC3N4/rGO悬浮液中，随后，加入APS，得到纤维素基复合材料；将纤维素基复合材料分散在去离子水中，将盐酸多巴胺溶于Tr i s缓冲溶液中，再加入至悬浮液中，即得成品。本发明技术方案中，以纤维素纤维为中间介质，连接聚苯胺/gC3N4/rGO和聚多巴胺，可实现无光介入的聚多巴胺杀菌，也可实现有光介入的聚苯胺/gC3N4/rGO的光催化体系杀菌，实现了抗菌效果的最大化。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体地，涉及一种聚多巴胺-纳米纤维素复合抗菌材料。

背景技术

抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料，在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能，如部分带有特定基团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物质和天然物质。但抗菌材料更多的是指通过添加一定的抗菌物质(称为抗菌剂)，从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料，如抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷、抗菌金属材料等。

现有技术中，聚多巴胺(PDA)是一种受贻贝启发的材料，来源于贻贝粘附蛋白，对基材具有很强的湿粘附性，PDA已广泛应用于生物材料、能源和催化剂等领域。这主要归功于PDA的出色性能，例如自由基清除、紫外线屏蔽、光热转换、电化学和生物相容性性能，这归功于其分层的化学和物理特性，但是，聚多巴胺的抗菌是利用自身的优势，无法去结合光能等清洁能源实现最大化的抗菌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚多巴胺-纳米纤维素复合抗菌材料，通过纤维素纤维为中间体，同时接枝聚多巴胺和聚苯胺、gC3N4/rGO材料，实现抗菌效果最大化。

本发明要解决的技术问题：聚多巴胺的抗菌是利用自身的优势，无法去结合光能等清洁能源实现最大化的抗菌。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种聚多巴胺-纳米纤维素复合抗菌材料，包括以下步骤制得：

S1、将gC3N4/rGO颗粒与去离子水超声混合，得到gC3N4/rGO的均匀悬浮液；

S2、将盐酸、纤维素接枝丙烯酸微球、苯胺和去离子水混合，然后，将混合物逐滴加入至gC3N4/rGO悬浮液中并超声处理60min，随后，加入浓度为0.1M的APS，在4℃反应4h，经离心、洗涤和冷冻干燥，得到纤维素基复合材料；

上述反应过程中，纤维素接枝丙烯酸微球与聚苯胺反应后，再沉积到gC3N4/rGO表面。

S3、将纤维素基复合材料超声分散在去离子水中，形成悬浮液，将盐酸多巴胺溶于浓度为10mM的Tris缓冲溶液中，再加入至悬浮液中，500rpm和50℃下搅拌1.5h，反应结束后，经过滤、洗涤和干燥后，即得聚多巴胺-纳米纤维素复合抗菌材料。

进一步地，步骤S1中，gC3N4/rGO颗粒和去离子水的用量比为90-100mg：40-50mL。

进一步地，步骤S2中，盐酸、纤维素接枝丙烯酸微球、苯胺、去离子水和APS的用量比为3-4mL：1-2mL：110-120mg：50-60mL：10-15mL。

进一步地，步骤S3中，纤维素基复合材料、去离子水、盐酸多巴胺和Tris缓冲溶液的用量比为50-60mg：25-30mL：90-100mg：5-7mL。

进一步地，gC3N4/rGO颗粒包括以下步骤制得：

将浓度为1mg/mL的GO分散液和双氰胺置于燃烧舟中，加热至150℃形成灰色糊状物，然后，将灰色糊状物在4h内加热到550℃，并在550℃下再热处理4h，即得gC3N4/rGO颗粒。