[发明专利]一种氧化钇-四氧化三铁复合纳米抑菌材料的制备与应用

说明书

本发明涉及一种氧化钇‑四氧化三铁复合纳米抑菌材料的制备与应用。包括如下步骤：将水热合成得到的纳米四氧化三铁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‑四氧化三铁复合物。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‑四氧化三铁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。本发明的复合材料对革兰氏阴性和阳性菌均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

本发明涉及一种氧化钇-四氧化三铁复合纳米材料的制备技术领域，还涉及抑菌的方法技术。

背景技术

微生物污染，如细菌、病毒和真菌，对人类的健康造成了巨大的危害。革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌是目前两种主要的治病菌，可以引起严重的感染和疾病。大量研究表明，抗生素和纳米Ag可以有效地杀死细菌。但是，抗生素的滥用导致耐药型细菌的产生，对环境和人类造成不利的影响。Ag作为抗菌剂虽然具有高效的杀菌效率，但其重复利用率差、成本高。因此，低成本的、环境友好的、高效的抗菌剂的设计、合成和应用是非常重要的。

近年来，使用纳米半导体氧化物作为光催化剂降解水和空气中的微生物正受到越来越多的关注。在众多的半导体光催化材料中，TiO2具有对环境友好、抗菌效率高等优点而成为研究焦点。但是其对可见光的利用率较低，在实际应用中受到了很大的限制。

Y2O3是一种常见的稀土氧化物，具有高效的光催化抗菌性能。将其与具有磁性的Fe3O4复合制备的Y2O3@Fe3O4不仅可以提高抗菌性能，而且具备环境友好、可重复利用的优点，是一种新型的光催化抗菌剂。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种新的抗菌剂，具体涉及氧化钇-四氧化三铁复合物制备方法及抑菌技术，此复合物具有优良的抗菌性能，是一种新型的光催化抗菌剂。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种氧化钇-四氧化三铁复合纳米抑菌材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将六水三氯化铁与四水二氯化亚铁以Fe(III)：Fe(II)为2:1的摩尔比溶解在去离子水中，向溶液中鼓吹N₂ 30min进行脱氧；

(2)将溶液置于60℃的水浴中，保持N₂保护并大力搅拌5min，然后将1～2mol/L的NH₄OH溶液缓慢加入到溶液中直到pH为8，然后混合溶液并在60℃下老化30min；

(3)溶液中的沉淀物通过外部磁场力分离，上清液倒出；将沉淀用去离子水洗数次，然后在40℃下干燥过夜，即得到纳米四氧化三铁；

(4)称取六水合硝酸钇，聚乙烯吡咯烷酮以及步骤(3)的产物加入水和乙醇的体系中并搅拌均匀，然后将溶液转移至高压反应釜中，在150～220℃下反应；

(5)对步骤(4)反应产物进行离心分离去除水分后，用乙醇和去离子水分别清洗数次，将清洗后的反应产物置于烘箱中烘干过夜，即得氧化钇-四氧化三铁复合物纳米材料。

其中，步骤(4)所述的六水合硝酸钇、聚乙烯吡咯烷酮和纳米四氧化三铁，按质量份计，比例范围为(1.0～2.5):(0.4～0.5):(0.02～0.19)。

步骤(4)所述的反应温度为160～200℃，反应时间为10～18小时。

步骤(5)所述的离心速率为2000～6000转/分；所述的乙醇和水的清洗次数为3～5次，烘箱温度60～80℃，烘干时间为8～16小时。