二维烯/量子点异质结修饰的抗病毒光热纳米纤维及其制备方法

本发明涉及二维烯/量子点异质结修饰的抗病毒光热纳米纤维及其制备方法，属于抗病毒功能材料和生物医用防护材料制备。

背景技术：

1、抗菌抗病毒织物在医疗健康领域发挥着重要的作用，能够有效阻断病毒的传播，为人体生命健康提供有效防护。以抗病毒织物为代表的防护材料，例如医用外科口罩、n95口罩、防护服等，从医疗卫生行业走进了居民的日常生活，并成为市民出行中必不可少的一部分，有效阻断了病毒的扩散和传播，保障了人民的生命健康。由于非织造织物的纤维直径和网孔可控制在极小的数值内，对病毒和细菌的过滤效果要远远优于机织织物，因此目前抗病毒织物主要以非织造织物为主，尤其是以聚丙烯熔喷布为代表的织物过滤层。

2、然而，虽然通过控制非织造织物的纤维直径和网孔密度，能有效过滤大部分病毒和细菌，但是非织造织物本身并没有杀灭细菌和病毒的能力，在防护材料使用过后，残留在非织造织物表面的细菌和病毒对环境污染和病毒的“物传人”二次扩散存在极大的威胁。目前，研究人员通过引入抗病毒试剂，提高了非织造织物的抗病毒能力，在满足特定条件下，赋予非织造织物杀灭病毒的功能。公开号为cn113737519a的发明在织物的成型工艺过程中添加金属纳米线和抗菌多肽作为抗病毒浆料，实现了对新冠病毒、甲型流感病毒等的抗病毒活性大于96％；公开号为cn113564928a的发明采用改性胍基聚合物作为有机抗菌剂，硫酸新霉素作为抗生素，赋予了口罩长效的抗菌抗病毒的功能，同时解决了金属纳米颗粒改性口罩的浸出效应问题；公开号为cn113576076a、cn113576077a、cn216089007u和cn115142194a的发明以石墨烯作为抗病毒试剂，提高了非织造织物的抗病毒能力。二维烯材料具有优异的光热转换能力，因此可作为抗病毒试剂，实现非织造织物的光热抗病毒功能。另外，通过引入半导体量子点，与二维烯类材料形成异质结，可以极大地提高二维烯类材料的光电和光热转换效率。因此，本发明通过引入二维烯/半导体量子点异质结材料，有效提高了非织造材料的抗病毒能力，通过本发明制备得到的抗病毒非织造织物，对猴痘病毒的抗病毒活性大于99.9％，对光热抗病毒非织造织物在医疗健康领域的实际应用具有重要的意义。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种二维烯/量子点异质结修饰的抗病毒光热纳米纤维及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、二维烯/量子点异质结修饰的抗病毒光热纳米纤维，其光热抗病毒试剂为二维烯/半导体量子点异质结。

4、优选的，所述二维烯包括石墨烯、mxene、硅烯、锗烯、锡烯、碲烯、硼烯类材料及其衍生物中的一种或两种或三种。

5、优选的，所述半导体量子点包括bi qd、se qd、sb qd、te qd、ags qd、cds qd、cdseqds、cdte qds、pbs qd、pbse qd、pbte qd、zns qd、znse qd、znte qd、snsqd、snse qd、snteqd中的一种或两种或三种。

6、上述二维烯/量子点异质结修饰的抗病毒光热纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

7、一、无机酸刻蚀法合成二维烯(mxene)

8、将max相原料缓慢加入到氢氟酸溶液中，在30～50℃下磁力搅拌反应12～72h后；将反应后的溶液在3000～5000rpm下离心15～35min；随后收集离心后的沉淀，重新分散在去离子水中，抽滤后真空干燥得到刻蚀后的多层mxene粉末；取上述步骤得到的多层mxene粉末，配置成浓度为1～5mg ml-1的水溶液，在5000～8000rpm下离心20～35min；取离心后的上清液，在15000～20000rpm下离心20～40min，收集离心后的沉淀，在40～60℃真空干燥过夜，得到少层的mxene粉末。

9、其中，max相原料为ti3alc2、ti2alc、ti3alcn、v2alc、v3alc2、v3alcn、nb3alc2、nb2alc、nb3alcn、mo2alc、cr2alc、hf2alc中的一种或几种，其在氢氟酸溶液中的浓度为0.05～0.5g ml-1。

10、二、溶剂热法合成二维烯

11、采用溶剂热法，将源材料以一定浓度(0.01～0.1mmol/ml)分散在溶剂中，磁力搅拌5～20min；混合均匀后，在50～210℃进行溶剂热反应0.1～720min；反应结束后冷却至室温，在5000～18000rpm下离心，于40～100℃下真空干燥后，得到所需二维烯纳米材料。

12、其中，源材料是指制备石墨烯、硅烯、锗烯、锡烯、碲烯、硼烯所需原料，包括碳源、硅源、锗源、锡源、碲源、硼源中的一种或两种。

13、溶剂为乙醇、乙酸乙酯、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、甲苯、正己烷、石油醚、二氯甲烷、去离子水中的一种或两种。

14、三、溶剂热法合成半导体量子点

15、采用溶剂热法，将源材料以一定浓度(0.01～0.1mmol/ml)分散在溶剂中，磁力搅拌5～20min；混合均匀后，在50～210℃进行溶剂热反应0.1～720min；反应结束后冷却至室温，在5000～18000rpm下离心，于40～100℃下真空干燥后，得到所需半导体量子点。

16、其中，半导体量子点包括bi qd、se qd、sb qd、te qd、ags qd、cds qd、cdse qds、cdte qds、pbs qd、pbse qd、pbte qd、zns qd、znse qd、znte qd、sns qd、snse qd、snte qd中的一种或两种或三种。

17、四、二维烯/量子点异质结的制备

18、二维烯/量子点异质结的制备方法包括化学气相沉积、物理气相沉积、水热法、溶剂热法、物理共混、静电自组装、π-π共轭等。

19、五、非织造技术制备聚合物纳米纤维

20、采用非织造工艺制备聚合物纳米纤维，包括纺粘非织造技术、熔喷非织造技术、纺粘熔喷(sms)复合非织造技术、湿法非织造技术、水刺非织造技术、针刺非制造技术、热粘合非织造技术、浆粕气流成网非织造技术中的一种或两种。

21、其中，纳米纤维包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯纤维、聚乳酸、左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、醋酸纤维素、再生纤维素、聚碳酸酯、聚丙烯腈、尼龙纤维、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、胶原蛋白、壳聚糖、丝素等聚合物中的一种或两种或三种。

22、六、二维烯/量子点异质结负载的抗病毒光热纳米纤维的制备

23、二维烯/量子点异质结负载的纳米纤维的制备方式包括原位处理和后处理。

24、其中，原位处理是将二维烯和纳米纤维的前驱体溶液混合后，通过非织造技术制备得到；后处理是通过喷涂、浸涂、旋涂、浸渍-提拉、刷涂等方式将二维烯/量子点异质结负载在非织造纳米纤维上。

25、二维烯/量子点异质结与非织造纳米纤维的质量比为0～0.4。

26、七、抗病毒测试

27、采用iso 21702：2019中的方法对本发明制备得到的光热纳米纤维进行抗病毒性能评价。

28、本发明还提供一种抗病毒口罩，采用如上述制备方法制得的抗病毒光热纳米纤维材料作为中间层，采用相应聚合物的熔喷布作为内层和外层。口罩可以为三层或五层结构。

29、综上所述，本发明制备的二维烯/量子点异质结修饰的抗病毒光热纳米纤维相对现有技术具有以下优势：

30、1、本发明中制备的抗病毒纳米纤维，利用二维烯/量子点异质结优异的光热转换能力，极大地提高了医用非织造材料的抗病毒能力，并且由于光热效应的远程控制能力和光源的普适性，本发明制备的光热纳米纤维，其抗病毒能力可控性和灵活度较高，并具有远程精准操控的特点。

31、2、本发明中制备的二维烯/量子点异质结负载的光热纳米纤维，对猴痘病毒的抗病毒活性大于99.9％。