[发明专利]一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂MgO抗菌剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂氧化镁无机抗菌剂及其制备方法和用途。一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂氧化镁无机抗菌剂的制备方法包括：S1：制备Mgsupgt;2+/supgt;溶液A；S2：碳酸钠溶液预热后和溶液A混合均匀；S3：将步骤S2制得的混合液静置分离得到沉淀物，将沉淀物进行洗涤干燥，得到前驱物；S4：制备磷掺杂前驱体；S5：将磷掺杂前驱体在氮气气氛中煅烧，得到具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂氧化镁无机抗菌剂。本发明公开的一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂氧化镁无机抗菌剂及其制备方法和用途，通过调控MgO氧空位和形貌结构，实现氧空位介导ROS氧化损伤与结构杀菌协同作用，提高抗菌性能。

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域，尤其涉及一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂MgO抗菌剂及其制备方法和用途。

背景技术

有害微生物的增殖、变异和传播严重影响着人类的健康安全和环境卫生。例如，大肠杆菌作为一种典型的革兰氏阴性菌种，虽广泛存在于人类肠道内部，但仍有较多源于致病性大肠杆菌的疫情爆发。这使得大肠杆菌感染成为全球性的卫生安全隐患之一，并造成严重的经济损失。因此，各类抗菌剂被广泛应用于卫生安全领域，以期在一定时间范围内控制细菌的生长繁殖，减少流行疾病的传播并降低经济损失。

目前，研究最为广泛的无机抗菌材料有光催化系和银系抗菌剂。尽管光催化抗菌剂已通过掺杂或复合方法将光照条件拓展至可见光段，然而仍有许多制品不能或无法用光(可见或紫外光)照射，所以该类抗菌剂的应用受到一定限制。银系抗菌剂已被深入研究且广泛应用。虽然银等重金属对细菌、病毒、真菌均具有有效的抑制作用，但其毒理机理还存在一定争议，特别是金属离子的释放对生态环境有破坏作用。考虑到人体安全性、环境友好性及抗菌简便性等要求，急需开发高效、无毒、经济、适用的新型抗菌剂。

纳米MgO作为新型的无机抗菌剂因具有广谱抗菌、稳定性好、安全无毒等独特优势逐渐成为研究热点。纳米MgO的抗菌性能一方面依赖于自身的氧空位缺陷，诱导产生更多的活性氧(ROS)。具有强氧化性的ROS能够引起细胞膜脂质过氧化和细胞结构损伤，干扰细胞的抗氧化剂防御系统，导致蛋白质、线粒体和DNA损伤，最终使得细胞死亡，达到杀菌目的。另一方面，纳米MgO的特殊形貌也可对细菌进行结构杀菌，导致细菌细胞膜破裂，细胞内部物质泄漏，达到物理机械力杀菌效果。

由此可见，如何提高纳米MgO氧空位和形貌结构，将成为提高纳米MgO抗菌性能的关键技术。

发明内容

本发明公开了一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂MgO抗菌剂及其制备方法和用途，通过调控MgO氧空位和形貌结构，实现氧空位介导ROS氧化损伤与结构杀菌协同作用，提高MgO抗菌性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂氧化镁无机抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将0.08重量份的硝酸镁加入100重量份的去离子水中，并在60-80℃下以500r/min的转速搅拌至溶解，制得Mg²⁺物质的量为0.8mol/L的溶液A；

S2：将碳酸钠溶解在50重量份的纯水中，得到物质量为0.2mol/L的碳酸钠溶液，制得的碳酸钠溶液在60-80℃下进行预热后和步骤S1制得的溶液A混合均匀；

S3：将步骤S2制得的混合液在50-100℃下，静置3-6h后分离，得到上清液和沉淀物，将沉淀物进行洗涤、干燥，得到前驱物；

S4：将磷酸二氢钠加入步骤S3制得的前驱物中，使用玛瑙研钵研磨均匀，制得含磷前驱体；

S5：将步骤S4制得的含磷前驱体在氮气气氛中煅烧，煅烧温度为450-850℃，煅烧时间为2-5h，得到具有薄片聚集体形貌的非金属磷掺杂氧化镁无机抗菌剂。