[发明专利]一种改性TiO2

说明书

本发明涉及抗菌领域，且公开了一种改性TiO₂接枝纤维素复合抗菌膜，该一种改性TiO₂接枝纤维素复合抗菌膜，以尿素为N源，掺杂的N元素与晶格中O元素，轨道上的电子态发生混合，降低TiO₂带隙，增强了纳米TiO₂在可见光区域内的响应，增强了其光催化性能，在TiO₂表面形成超氧负离子与羟基自由基，提高了其抑菌效果，并于碱性环境中使其晶格发生重组，形成改型管状纳米TiO₂，增大了其比表面积，从而提高抑菌效果，加入3‑巯基丙基三甲氧基硅烷，进行接枝反应，最后均匀的接枝于醋酸纤维素中，得到改性TiO₂接枝纤维素复合抗菌膜，纳米TiO₂均匀地分散在膜表面，解决了团聚效应，充分发挥了TiO₂的光催化性能，提高了膜的抑菌效果。

技术领域

本发明涉及抗菌领域，具体为一种改性TiO₂接枝纤维素复合抗菌膜及制备方法。

背景技术

醋酸纤维素，是一种非常容易制得的人造纤维，其稳定性在纤维素酯类化合物中使最好的，同时具有成本低，无毒无污染，亲水性好，良好的编织性能等优点，使其在众多纤维素的衍生物中脱颖而出，成为使用最为普遍的纤维素，并且容易用增塑剂，加热或者加压使之粘合在一起，现今，醋酸纤维素制膜工艺高速发展，所制得的膜具有优异的生物相容性，且截滤性能良好，透水量大，常被用于血清、培养基除菌过滤，海水处理，血液透析等方面，但由于其结构与使用环境，也易被微生物侵蚀降解，缩短使用寿命，因此使膜具备抑菌效果具有重要的实际意义。

二氧化钛作为一种半导体光催化材料，具有无毒无害，光催化性能优异，抑菌效果好，抗菌效果持久等优点，但纳米TiO₂由于其具有较高的表面能，极易发生团聚，难以直接分散在纤维素等高分子材料表面，影响了其光催化特性，使其难以发挥其优异的抑菌效果，而利用TiO₂丰富的表面羟基与小分子有机物接枝，从而将改性的TiO₂接枝于材料表面，便能均匀地分散于醋酸纤维素等材料中，充分发挥其光催化性能，可以极大的提高材料的抑菌效果。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性TiO₂接枝纤维素复合抗菌膜及制备方法，解决了纳米TiO₂在纤维素膜中容易发生团聚，抗菌性能受到影响的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性TiO₂接枝纤维素复合抗菌膜制备方法包括以下步骤：

(1)将尿素加入到无水乙再醇中，再加入硝酸搅拌30-60min，再加入钛酸正丁酯的乙醇溶液，搅拌4-6h，将溶液倒入反应釜中，在160-200℃下水热反应8-16h，超声离心洗涤烘干，制备得到N掺杂纳米TiO₂；

(2)将N掺杂纳米TiO₂加入去离子水中，再加入氢氧化钠，加热至120-140℃，反应20-30h，搅拌洗涤烘干研磨得到N掺杂管状纳米TiO₂；

(3)将3-巯基丙基三甲氧基硅烷与氨水加入无水乙醇和超纯水的溶液中，在60-80℃的温度下恒温水浴反应2-4h，静置冷却，搅拌同时加入N掺杂管状纳米TiO₂，在室温下氮气氛围中搅拌6-8h，洗涤，离心、真空干燥，得到巯基化改性的N掺杂管状纳米TiO₂；

(4)向三氯甲烷中加入马来酸酐与巯基化改性的N掺杂管状纳米TiO₂，在紫外光照射下，60-70℃中回流反应20-30h得到马来酸酐接枝管状纳米TiO₂；