[发明专利]一种纳米氮化碳纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可循环抑菌纳米氮化碳纤维膜及其制备方法。所述方法包括：(1)将前驱体与碱金属盐按照一定的比例混合加热，直至水分蒸干，得到混合料。研磨，干燥，将干燥后的混合料加热，得到石墨相氮化碳；(2)将上述改性氮化碳加入到乙醇与水的混合溶剂中，超声破碎1～6小时，加入氮化碳质量50～100倍的高聚物分子，搅拌直至形成均一的纺丝液；(3)将步骤(2)所得的纺丝液进行静电纺丝，制得具有光催化杀菌效能的可循环使用的纳米氮化碳纤维膜。该方法制备的抑菌纳米材料，具有高抗菌率及优异的循环使用性能。该抑菌氮化碳纤维膜对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、链球菌、绿脓杆菌等病原体具有显著的抑制杀灭作用，并能够实现重复循环使用。

技术领域

本发明属于化工、高分子材料领域，具体涉及一种可循环抑菌纳米氮化碳纤维膜及其制备方法。

背景技术

静电纺丝技术是在高压静电作用下将聚合物溶液进行纺丝的过程。利用该技术可得到尺寸可控、高比表面积、高孔隙率的纳米纤维，在生物医学、空气滤材、防护用品等、传感器、医用辅料等领域有着广泛的应用。利用静电纺丝技术所得到的纳米纤维膜质量轻、通透性好、成本适宜、静电吸附作用强，非常适合用于防护服及口罩等医用材料中。但是，纳米纤维膜在使用过程中重复使用率低，尤其是在对细菌、病毒等致病菌的吸附过程中，不具有重复性，成本较高，因此有必要开发一种可重复使用的纳米纤维膜，以满足目前一次性医用滤材使用紧张、资源浪费严重等问题。

发明内容

针对上述所提出的问题，本发明的目的在于提供一种可循环使用的抑菌纳米氮化碳纤维膜的制备方法及其用途。本发明的方法利用静电纺丝技术，通过合成具有可见光响应的氮化碳纺丝液，达到抑菌杀菌的效果，进而实现滤材的重复性使用。该方法能够克服传统滤材循环性能差、抗菌效果差等缺点。该滤材通过氮化碳在光照条件下产生的自由基及空穴，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、链球菌、绿脓杆菌等病原体具有显著的抑制杀灭作用，并能够实现重复循环使用。为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种纳米氮化碳纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)碱金属盐改性的氮化碳的制备

将氮化碳前驱体与碳酸钾按照一定的比例加入到50mL的水中，磁力搅拌，加热至80℃，直至水分蒸干，得到混合料。将混合料研磨。60℃真空干燥12小时，将干燥后的混合料装入石英坩埚中，用铝箔纸密封，氮气气氛下以加热，继续反应，得到石墨相氮化碳催化剂。

(2)静电纺丝液的制备

将一定质量的上述改性氮化碳加入到500～2000倍质量的乙醇与水的混合溶剂中，超声破碎1～6小时，加入氮化碳质量50～100倍的高聚物分子，磁力搅拌48小时，直至形成均一的粘稠纺丝液。

(3)抑菌氮化碳纳米纤维膜的制备

将步骤(2)所得的纺丝液进行静电纺丝，制得具有光催化杀菌效能的可循环使用的纳米氮化碳纤维膜。纺丝正电压3～8kv，负电压-5～-9kv，推进速度0.5～3mL/min。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种可循环使用的抑菌纳米氮化碳纤维膜的制备方法及其用途，其包括以下步骤：

(1)碱金属盐改性的氮化碳的制备

将氮化碳前驱体与碱金属盐按照一定的比例加入到50mL的水中，磁力搅拌，加热至80℃，直至水分蒸干，得到混合料。将混合料研磨。60℃真空干燥12h，将干燥后的混合料装入石英坩埚中，用铝箔纸密封，氮气气氛下以加热，继续反应，得到石墨相氮化碳催化剂。

(2)静电纺丝液的制备