一种抗菌海绵及其制备方法

本发明属于净水材料，具体涉及一种抗菌海绵及其制备方法。

背景技术：

1、水是生命之源，是生命存在的必要条件，是构成人体组织的最重要成分。随着科学技术的飞速发展，工业废水、农业污水和生活污水等的大量排放造成了大范围的水污染，污染水中含有的重金属、有害细菌、有机毒物等对人类健康构成了严重威胁，水污染是造成疟疾、血吸虫病、登革热、癌症等重大疾病的主要原因，全世界每年大约有350万～500万人死于与水污染相关的疾病，在发展中国家大约有80％的疾病是通过饮用不卫生的水传播的。

2、因此，对饮用水进行杀菌是保障人体健康的重要前提。为了进一步提高净水效果，净水材料得到了快速的发展。海绵是一种具有多孔结构的材料，利用聚乙烯醇制得的海绵材料具有比表面积大、通量高、耐溶剂等性质。现有技术中，已有研究人员将海绵与杀菌剂结合制成净水材料。如申请号为201810024548.8的中国发明专利公开了一种抗菌吸附海绵材料的制备方法，在聚乙烯醇溶液中加入抗菌材料等，加热固化形成具有抗菌功能的海绵材料，但其仅利用宁酸、含银离子材料、壳聚糖、氧化锌等一种或多种作为杀菌材料，杀菌效果并不高效，并且细菌被杀死后，尸体会重新排入水中，造成安全隐患。

3、因此，开发具有良好抗菌效果且不会造成二次污染的海绵材料，成为该行业亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种抗菌海绵及其制备方法。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，提供一种抗菌海绵的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

4、s1、以密胺海绵为基材涂敷多巴胺，提供改性位点，制备得到多巴胺海绵；

5、s2、将多巴胺海绵通过迈克尔加成反应接枝季铵盐，制备得到离子液体分子刷海绵；

6、s3、将离子液体分子刷海绵浸入硝酸银溶液接枝银离子，并用紫外线还原，制备得到银纳米粒子与离子刷耦合抗菌海绵。

7、进一步地，步骤s1具体包括以下子步骤：

8、s1-1、将密胺海绵超声波处理，去除其中的小分子填料与助剂，冲洗风干，得到风干备用的密胺海绵；

9、s1-2、用400ml去离子水溶解1g多巴胺，加入100ml tris-hcl溶液调整ph值为8.0-9.0，将风干备用的密胺海绵加入其中，振荡后取出，洗涤，制备得到多巴胺海绵。

10、进一步地，步骤s2具体包括以下子步骤：

11、s2-1、将1-甲基咪唑和1，4-二溴丁烷发生取代反应，制备得到nil-br；

12、s2-2、将nil-br与硫代乙酸钾季铵化，制备得到nil-sac；

13、s2-3、将nil-sac去乙酰化，制备得到nil-sh；

14、s2-4、将多巴胺海绵浸入nil-sh溶液中，制备得到离子液体分子刷海绵。

15、进一步地，步骤s2具体为：

16、s2-1、将2.5g 1-甲基咪唑和13.17g 1，4-二溴丁烷溶解在70ml二氯甲烷中，放入油浴锅内，在65℃下回流反应24小时，反应完成后，除去二氯甲烷，提纯产物，得到白色粘稠状液体，命名为中间产物nil-br；

17、s2-2、称取9.5g中间产物nil-br，4.5g硫代乙酸钾，加入70ml四氢呋喃溶剂，放入油浴锅内，在70℃下冷凝回流反应10小时，反应完成后，抽滤，收集滤液并除去溶剂，分离提纯，得到红棕色粘稠状液体，命名为中间产物nil-sac；

18、s2-3、取2g中间产物nil-sac，用无水乙醇溶解于锥形瓶中，将锥形瓶置于冰水浴中，取500mg氢氧化钠固体，加入去离子水配置成20ml氢氧化钠水溶液，将配置好的氢氧化钠水溶液缓慢滴加入锥形瓶中，密封反应1小时，反应完成后，用氢溴酸调整锥形瓶内溶液的ph值为2；萃取液体，搜集下层液体并干燥，除有机溶剂，得到黄棕色粘稠液体，命名为nil-sh；

19、s2-4、用500ml无水乙醇溶解1g nil-sh与1g三乙胺，将多巴胺海绵挤压去水后完全浸入其中，振荡后取出，洗涤风干，制备得到离子液体分子刷海绵。

20、进一步地，步骤s3具体包括以下子步骤：

21、s3-1、选择避光环境，用350ml去离子水溶解120mg的硝酸银固体，得到硝酸银溶液；

22、s3-2、将离子液体分子刷海绵完全浸入硝酸银溶液，振荡后取出，在365nm波长的紫外光下处理1小时，洗涤风干，得到银纳米粒子与离子刷耦合抗菌海绵。

23、第二方面，提供一种由上述制备方法制得的抗菌海绵。

24、本发明的有益效果为：

25、本发明提供的抗菌海绵的制备方法结合了物理与化学方法，实现协同抗菌，其制得的抗菌海绵杀菌效果好，可高效杀菌，并且细菌被杀死后，尸体能留在海绵里，不会重新排入水中，减少了安全隐患。

技术特征：

1.一种抗菌海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的抗菌海绵的制备方法，其特征在于，步骤s1具体包括以下子步骤：

3.根据权利要求1所述的抗菌海绵的制备方法，其特征在于，步骤s2具体包括以下子步骤：

4.根据权利要求3所述的抗菌海绵的制备方法，其特征在于，步骤s2具体为：

5.根据权利要求1所述的抗菌海绵的制备方法，其特征在于，步骤s3具体包括以下子步骤：

6.一种由权利要求1-5中任意一项所述的抗菌海绵的制备方法制得的抗菌海绵。

技术总结
本发明公开了一种抗菌海绵及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1、以密胺海绵为基材涂敷多巴胺，提供改性位点，制备得到多巴胺海绵；S2、将多巴胺海绵通过迈克尔加成反应接枝季铵盐，制备得到离子液体分子刷海绵；S3、将离子液体分子刷海绵浸入硝酸银溶液接枝银离子，并用紫外线还原，制备得到银纳米粒子与离子刷耦合抗菌海绵。本发明提供的抗菌海绵的制备方法结合了物理与化学方法，实现协同抗菌，其制得的抗菌海绵杀菌效果好，可高效杀菌，并且细菌被杀死后，尸体能留在海绵里，不会重新排入水中，减少了安全隐患。

技术研发人员：靳伦强,苏白海,耿祺焜,邓宁越,张竹韵,尹浚懿
受保护的技术使用者：四川大学华西医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11