一种酸酐酯化改性纤维素、纤维素纳米银复合材料、及其制备方法和应用与流程

专利2022-05-10  7



1.本发明涉及纳米银复合材料的制备,尤其涉及一种酸酐酯化改性纤维素和纤维素纳米银复合材料的制备方法。


背景技术:

2.银元素(ag)为第五周期第二副族金属元素,该金属呈白色光泽,延展性能好,理化性质较稳定。人类使用银抗菌的历史很悠久,可以追溯到公元前2000年前,并且,随着纳米技术在上世纪八十年代的诞生并在随后几十年的不断发展,纳米银(agnps)这种新型的材料越来越受到人们的关注,纳米银一直是人们研究催化性、抗菌性能的理想化模型。但是,大量的研究表明,目前制备的纳米银具有较高的表面积而易聚集,从而减小其表面积能,因此,纳米银材料的分散性并不高,且纳米银在分散性上的劣势已经成为影响其催化和抗菌性能的主要因素。
3.为解决上述问题,目前不少研究已经在利用改性纤维素作为纳米银的载体,并且,由于纤维素的丰富性和可降解性,以及其具有高刚度,低密度,低成本、以及可控的表面化学特性,能够最大程度地减少粒子聚集,提高纳米银复合材料的催化和抗菌性能。例如:目前已经有采用多巴胺改性纤维素作为纳米银的载体的相关研究报道,根据一篇名为《enhanced colloidal stability and antibacterial performance of silver nanoparticles/cellulose nanocrystal hybrids》的公开论文中的研究显示,其主要利用多巴胺自聚涂覆在纤维素上,从而引入氨基等活性基团,螯合银离子,然后将银离子原位还原成单质银,并且,其还使用1ml lb培养液 1ml不同浓度下的纤维素纳米银复合材料溶液 10ul稀释后的菌液这一比例进行抑菌实验,研究结果显示,其对于大肠杆菌的最低抑菌浓度为4ug/ml,对于枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度为8ug/ml。
4.虽然现有的研究一定程度上提高了纳米银的作用功效,但是,现有技术并没有对纤维素进行更为有效的改性,多巴胺涂覆在纤维素上后,其与纤维素之间也没有形成强有力的化学键,结合力并不强,而且,将多巴胺涂覆在纤维素上后,会呈包裹状,对纳米银颗粒分散性的进一步提升造成了很大的限制,无法充分发挥纤维素的作用,因此,采用多巴胺改性纤维素,会使得后续纳米银颗粒在纤维素中的结合性和分散性得不到有效提升,其没有完全发挥出纤维素和纳米银的优良特性。
5.鉴于此,有必要提供一种酸酐酯化改性纤维素和纤维素纳米银复合材料的制备方法,以解决或至少缓解上述现有技术中没有对纤维素进行更为有效的改性的缺陷。


技术实现要素:

6.本发明的主要目的是提供了一种酸酐酯化改性纤维素和纤维素纳米银复合材料的制备方法,旨在解决上述现有技术中没有对纤维素进行更为有效的改性的技术问题。
7.为实现上述目的,本发明提供了一种酸酐酯化改性纤维素的制备方法,其特征在
于,包括步骤:
8.s1,将乙二胺四乙酸和乙酸酐在吡啶中进行合成反应,得乙二胺四乙酸酸酐;
9.s2,将纤维素和所述乙二胺四乙酸酸酐在n,n

二甲基甲酰胺中进行酯化改性反应,得酸酐酯化改性纤维素。
10.进一步地,所述步骤s1还包括:在所述合成反应后,对所述合成反应得到的固态物质用乙酸酐、石油醚依次进行清洗,然后进行干燥,得所述乙二胺四乙酸酸酐。
11.进一步地,所述步骤s2还包括:在所述酯化改性反应后,对所述酯化改性反应得到的固态物质依次进行洗涤、透析和干燥,得所述酸酐酯化改性纤维素。
12.进一步地,其特征在于,在所述步骤s1中,所述乙二胺四乙酸、所述乙酸酐和所述吡啶的初始比例为5g:7~10g:8~15ml;
13.在所述步骤s2中,所述纤维素、所述乙二胺四乙酸酸酐和所述n,n

二甲基甲酰胺的初始比例为:1g:7~10g:40~50ml。
14.本发明还提供了一种酸酐酯化改性纤维素,采用如上述任意一项所述的酸酐酯化改性纤维素的制备方法进行制备。
15.本发明还提供了一种纤维素纳米银复合材料的制备方法,包括:
16.s3,采用如上述任意一项所述酸酐酯化改性纤维素的制备方法的步骤制备酸酐酯化改性纤维素;
17.s4,将所述步骤s3中制备的所述酸酐酯化改性纤维素的水溶液加入硝酸银溶液中进行鳌和反应,然后加入还原剂进行还原反应,得纤维素纳米银复合材料。
18.进一步地,所述还原剂为硼氢化钠。
19.进一步地,所述酸酐酯化改性纤维素、所述硝酸银、以及所述硼氢化钠的质量比为:50:1~3:50~150。
20.本发明还提供了一种纤维素纳米银复合材料,采用如上述任意一项所述的纤维素纳米银复合材料的制备方法进行制备。
21.本发明还提供了一种如上述任意一项所述的纤维素纳米银复合材料在催化还原有机污染物和/或抑菌中的应用。
22.与现有技术相比,本发明具有以下优点:
23.本发明所提供制备方法能够获得一种酸酐酯化改性纤维素,并且,本发明制备得到的酸酐酯化改性纤维素对纤维素具有有效的改性,通过获取乙二胺四乙酸酸酐,并将纤维素用于乙二胺四乙酸酸酐进行酯化改性,能够使酸酐酯化改性纤维素高效负载纳米银的材料,从而可以作为纳米银的载体和稳定剂,使纳米银在改性纤维素上具有高分散性和高结合性,进一步提升纳米银的作用功效。
24.本发明所提供的制备方法还能够获得一种纤维素纳米银复合材料,本发明制备的纤维素纳米银复合材料基于酸酐酯化改性纤维素的制备而得到的,通过采用本发明所提供的制备方法制备纤维素纳米银复合材料,使得纳米银颗粒分布均匀,结合性强,制备出的改性纤维素纳米银复合材料的分散性佳、表面积大,在催化有机反应的进程、广谱抗菌领域都表现出了良好的应用前景;此外,经试验证明:所述纤维素纳米银复合材料对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有很好的抑制作用,且其抑菌效果明显高于现有技术,并且,其还能高效催化还原有机污染物物,提高有机污染物的还原效率,例如,催化硼氢化钠高效还原4


基苯酚。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为实施例1中纤维素纳米银复合材料和对比例1中纳米银的透射对比图;其中,(a)为实施例1中纤维素纳米银复合材料的透射电镜图,(b)为对比例1中纳米银的投射电镜图。
27.图2为实施例1中纤维素纳米银复合材料合成前后的红外光谱图。
28.图3为实施例1中纤维素纳米银复合材料合成前后的ag 3d的xps图谱。
29.图4为实施例1中纤维素纳米银复合材料和对比例1中纳米银催化硼氢化钠还原4

硝基苯酚的紫外

可见吸收光谱对比图;其中,(a)为实施例1中纤维素纳米银复合材料催化硼氢化钠还原4

硝基苯酚的紫外

可见吸收光谱图,(b)为对比例1中纳米银催化硼氢化钠还原4

硝基苯酚的紫外

可见吸收光谱图。
30.图5为实施例1中纤维素纳米银复合材料和对比例1中纳米银对大肠杆菌的抗菌性能测试对比图;其中,(a)为实施例1中纤维素纳米银复合材料对大肠杆菌的抗菌性能测试,(b)为对比例1中纳米银对大肠杆菌的抗菌性能测试。
31.图6为实施例1中纤维素纳米银复合材料和对比例1中纳米银对枯草芽孢杆菌的抗菌性能测试对比图;其中,(a)为实施例1中纤维素纳米银复合材料对枯草芽班杆菌的抗菌性能测试,(b)为对比例1中纳米银对枯草芽孢杆菌的抗菌性能测试。
32.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
34.需要说明,本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
35.另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
36.并且,本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
37.本领域技术人员需要注意的是,作为对本发明的进一步说明,在不影响对本发明
技术方案进行理解的情况下,说明书及说明书附图中提及的cnc

edta可以表示为酸酐酯化改性纤维素;说明书以及说明书附图中提及的cnc

edta@agnps和cnc

edta@ag均可以表示为纤维素纳米银复合材料;另外,说明书附图中的wavenumber可以表示为波数,transmittance可以表示为透射比,binding energy可以表示为结合能,intensity可以表示为强度,wavelength可以表示为波长;还需注意的是,由于说明书附图中的图2

4的原图为彩图,在经色彩转换后,如不能从图中进行清楚地辨认,可以结合说明书中的文字对本发明进行理解。
38.为了获得一种能够高效负载纳米银的材料,从而提升纳米银的作用功效,本发明提供了一种酸酐酯化改性纤维素的制备方法,包括步骤:
39.s1,将乙二胺四乙酸和乙酸酐在吡啶中进行合成反应,得乙二胺四乙酸酸酐;
40.其中,所述乙二胺四乙酸、所述乙酸酐和所述吡啶的初始比例可以为:5g:7~10g:8~15ml;需注意的是,所述乙酸酐为液态,其质量可以通过称量得到;所述合成反应的反应温度可以为65℃

70℃,反应时间可以为12

24h。
41.另外,在所述合成反应后,还可以对所述合成反应得到的固态物质用乙酸酐、石油醚依次进行清洗,然后进行真空干燥,从而得到清洗干燥后的待用的所述乙二胺四乙酸酸酐。
42.作为对所述步骤s1的具体说明,在具体制备的过程中,是以吡啶为溶剂,将乙二胺四乙酸在乙酸酐、加热搅拌的作用下脱水缩合合成乙二胺四乙酸酸酐,然后通过抽滤、乙酸酐和石油醚洗涤、干燥,从而得到待用的所述所述乙二胺四乙酸酸酐。
43.s2,将纤维素和所述乙二胺四乙酸酸酐在n,n

二甲基甲酰胺中进行酯化改性反应,得酸酐酯化改性纤维素。
44.其中,所述纤维素、所述乙二胺四乙酸酸酐和所述n,n

二甲基甲酰胺的初始比例可以为:1g:7~10g:40~50ml;所述酯化改性反应的反应温度可以为60℃

65℃,反应时间可以为12

24h。
45.另外,在所述酯化改性反应后,对所述酯化改性反应得到的固态物质可以依次进行洗涤、透析和干燥,得待用的所述酸酐酯化改性纤维素。
46.作为对所述步骤s2的具体说明,在具体制备过程中,是将所述步骤s1制得的乙二胺四乙酸酸酐用于酯化改性纤维素,通过以n,n

二甲基甲酰胺(dmf)为溶剂,将纤维素在乙二胺四乙酸酸酐、加热搅拌的作用下形成酯基,完成酯化改性;然后进行离心、乙醇和纯水洗涤、48

72h的纯水引流透析和36

48h的冷冻干燥等,从而得到待用的所述酸酐酯化改性纤维素。
47.上述实施方式通过制备乙二胺四乙酸酸酐,然后以制备的乙二胺四乙酸酸酐酯化改性纤维素,使得改性后的纤维素的内部具有强有力的化学基团,且不会限制纤维素与纳米银的结合面积,因此,可以作为纳米银的载体和稳定剂,从而提高纳米银水溶液的稳定性,并且有效控制纳米银的粒径;而且,通过上述实施方式制备得到的所述酸酐酯化改性纤维素还能克服纳米银颗粒与纤维素结合不强和分布不均匀等缺陷。
48.应当知道的是,基于上述制备方法,本发明还提供了一种酸酐酯化改性纤维素,其采用如上述任意实施方式所述的酸酐酯化改性纤维素的制备方法进行制备。具体地,本发明所提供的酸酐酯化改性纤维素为乙二胺四乙酸酸酐改性纤维素,其结构式如下所示:
[0049][0050]
为了能够提高纤维素纳米银复合材料的抑菌作用,基于上述酸酐酯化改性纤维素的制备,本发明还提供了一种酸酐酯化改性纤维素纳米银复合材料的制备方法,包括:
[0051]
s3,采用如上述任意实施方式所述酸酐酯化改性纤维素的制备方法的步骤制备酸酐酯化改性纤维素;
[0052]
s4,将所述步骤s3中制备的所述酸酐酯化改性纤维素的水溶液加入硝酸银溶液中进行鳌和反应,然后加入还原剂进行还原反应,得纤维素纳米银复合材料。
[0053]
作为上述实施方式的优选方案,所述还原剂可以为硼氢化钠,并且,所述酸酐酯化改性纤维素、所述硝酸银、以及所述硼氢化钠的添加量的质量比可以为:50:1~3:50~150。需注意的是,所述酸酐酯化改性纤维素、所述硝酸银、以及所述硼氢化钠的添加量的质量比仅代表各物质的质量之间的比值,并未计入其他成分的质量,尤其需要注意的是,在计算质量比时,没有计入相应溶剂的质量。另外,所述鳌和反应可以在避光的条件下进行,并在室温下磁力搅拌0.5

16h,从而进行鳌和反应;所述还原反应的过程可以通过缓慢滴加硼氢化钠溶液进行。
[0054]
作为对所述步骤s4的具体说明,在具体制备的过程中,将所述步骤s3制得的所述酸酐酯化改性纤维素超声分散于水中,然后所述酸酐酯化改性纤维素的水溶液将加入至硝酸银溶液中,避光搅拌反应0.5

16h后,缓慢滴加硼氢化钠溶液,以颜色变化为反应终点,生成的棕红色胶体即为所述纤维素纳米银复合材料。其中,在具体配制时,作为一种选择,所述酸酐酯化改性纤维素的水溶液浓度可以为0.04

4g/l,所述硝酸银的浓度可以为0.1

1g/l,所述硼氢化钠的浓度可以为0.4

4g/l。
[0055]
本发明通过将酯化改性后的纳米纤维素超声分散于水中,并加入至硝酸银溶液,可以充分利用所述酸酐酯化改性纤维素的优良特性,有效吸附螯合银离子,然后,通过利用硼氢化钠的还原性,可以在纤维素表面原位还原纳米银颗粒,最终使纳米银颗粒稳定的包覆在纤维素表面。通过采用本发明所提供的制备方法,使得纳米银颗粒分布均匀,结合性强,制备出的改性纤维素纳米银复合材料的分散性佳、表面积大,在催化有机反应的进程、广谱抗菌领域都表现出了良好的应用前景。
[0056]
应当知道的是,本发明还提供了一种纤维素纳米银复合材料,其采用如上述任意实施方式所述的纤维素纳米银复合材料的制备方法进行制备。
[0057]
另外,为了能够充分发挥所述纤维素纳米银复合材料的作用,本发明还提供了一种如上述任意实施方式所述的纤维素纳米银复合材料在催化有机物降解和/或抑菌过程中的应用。试验证明:所述纤维素纳米银复合材料对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有很
好的抑制作用,且能高效催化有机物的降解反应,如催化硼氢化钠高效还原4

硝基苯酚。
[0058]
需注意的是,在具体试验过程中,对于不同种细菌采用了不同的菌液稀释比例,其主要是因为不同微生物的生长特性不同,且在判断抑菌效果时,主要还是应当从抑制细菌生长的整体比例进行判别。
[0059]
为了便于对上述各实施方式做进一步理解,现举例说明:
[0060]
实施例1
[0061]
一种纤维素纳米银复合材料的制备
[0062]
1、在16ml吡啶中加入10g乙二胺四乙酸(edta)、14g乙酸酐,然后以65℃的反应温度加热,并搅拌24h。将反应后所得的固态物质进行抽滤分离,用乙酸酐、石油醚各洗涤3次,产物60℃真空干燥24h,得到乙二胺四乙酸酸酐(edtad)。
[0063]
2、在100ml容量瓶中加入20ml的n,n

二甲基甲酰胺(dmf)、0.5g纤维素(cnc)、3.5g步骤1中制得的乙二胺四乙酸酸酐(edtad),将混合体系于60℃油浴加热回流24h;然后离心分离固态产物、用乙醇、纯水洗涤后,加入纯水,振荡混合均匀后倒入透析袋中透析72h,并经冷冻干燥,得到酸酐酯化改性的纳米纤维素,即酸酐酯化改性纤维素(cnc

edta)。
[0064]
3、将步骤2得到的酸酐酯化改性纤维素超声分散在水中,得分散液,分散液中酸酐酯化改性纤维素的浓度为0.4g/l;取10ml的分散液加入至1ml 5mmol/l的硝酸银溶液中,在磁力搅拌16h后缓慢滴加浓度为4g/l的硼氢化钠溶液,并以颜色变化作为终点,生成的棕红色胶体物质即为纤维素纳米银复合材料(cnc

edta@agnps),并且,在完成硼氢化钠溶液的滴加后,可进行24h冷冻干燥处理。
[0065]
本实施例中制得的cnc

edta@agnps的tem如图1中的(a)部分所示,结果显示本实施例成功制备了纳米银粒子,并且均匀的分散在棒状纤维素上。
[0066]
本实施例制得的cnc

edta@agnps复合材料合成前后的红外光谱图如图2所示,可以看出,纤维素表面具有大量的羟基;通过采用乙二胺四乙酸酸酐改性纤维素,发生酯化反应引入酯基,即在1700cm
‑1附近出现

c=o的特征峰、1340cm
‑1附近出现

c

o的特征峰,同时在864cm
‑1附近出现

nh的特征峰,证明了edtad成功的改性了纤维素。
[0067]
本实施例制得的cnc

edta@agnps复合材料合成前后的ag 3d的xps图谱如图3所示,图谱中cnc

edta@agnps复合材料在366.6ev和372.6ev出现ag0的特征峰,证实了单质银的成功负载。需注意的是,图2和图3中所示的cnc

edta@ag对应于本实施例中的cnc

edta@agnps。
[0068]
实施例2
[0069]
纤维素纳米银复合材料的催化试验
[0070]
以实施例1制得的cnc

edta@agnps复合材料作为催化剂,以4

硝基苯酚作为模型化合物,以硼氢化钠为还原剂;应用紫外

可见分光光度法检测反应过程,考察cnc

edta@agnps复合材料的催化效能。
[0071]
具体操作:将1.5ml 0.24mm的4

硝基苯酚和1.5ml 76mm的硼氢化钠的混合溶液加入至uv试管中,然后在uv试管中加入200μl的cnc

edta@agnps分散液(分散液中银含量为2.0μg/ml),溶液混合5s后进行紫外

可见分光光度法监测,扫描范围为250

500nm,循环时间为1分钟。
[0072]
需要知道的是,当4

硝基苯酚暴露在硼氢化钠溶液中时,溶液呈现黄绿色,并且会
在400nm处有一个代表强吸收峰。随着催化还原反应的进行,400nm处的吸收峰强度降低,297nm处出现新的代表吸收峰,代表

no2转化为

nh2,4

硝基苯酚逐渐转化为4

氨基苯酚。
[0073]
根据试验结果,以cnc

edta@agnps复合材料作为催化剂时,400nm处的吸收峰强度的降低速度明显较快,且降低程度较高,297nm处的吸收峰的升高速度也明显较快,且升高程度较高,具体可参照图4进行理解。
[0074]
实施例3
[0075]
纤维素纳米银复合材料的抑菌试验
[0076]
由于agnps杀菌具有广谱性,以本实施例制得的cnc

edta@agnps复合材料作为抗菌剂,考察对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的广谱性杀菌效果,分别选择大肠杆杆菌和枯草芽孢杆菌作为指示菌株,进行抗菌性能评价。
[0077]
1、cnc

edta@agnps复合材料对大肠杆菌抗菌测试评价具体操作如下:
[0078]
(1)细菌激活:从放置在

80℃冰箱的保藏管中蘸取少量菌液,平板划线,将平板置于35℃恒温培养箱中培养中。
[0079]
(2)细菌培养:挑取单菌落置于lb营养培养基中,将培养基置于温控摇床中35℃培养12h。
[0080]
(3)扩培:取0.5ml步骤(2)中得到的菌液置于100ml灭菌的lb培养基中,将培养基置于摇床中35℃培养3

4小时,得od值在1左右的菌液。
[0081]
(4)稀释:从步骤(3)中od值为1的菌液中取样,并将取样的菌液稀释103倍。
[0082]
(5)抗菌溶液配制:制备浓度为0.5

32μg/ml的cnc

edta@agnps。
[0083]
(6)孵化:将1.0ml lb培养基、1.0ml步骤(5)中得到的不同浓度的cnc

edta@agnps溶液、10μl步骤(4)中稀释得到的菌液进行混合,置于灭菌后的10ml离心管中。将上述溶液置于摇床中以每分钟150转的速度、35℃下培养4h。
[0084]
(7)抗菌性能评价:孵化后,在无菌环境下取0.1ml菌液转移到的琼脂平板表面,用无菌玻璃棒将菌液均匀覆盖于平板表面(每组溶液涂布3个平板).将所有平板置于培养箱中,于35℃培养过夜。在不同cnc

edta@agnps浓度下菌落生长的照片如图5中的(a)部分所示,cnc

edta@agnps对大肠杆菌的最低抑菌浓度为2ug/ml。
[0085]
2、cnc

edta@agnps复合材料对枯草芽孢杆菌抗菌测试评价具体操作如下:
[0086]
(1)细菌激活:从放置在

80℃冰箱的保藏管中蘸取少量菌液,平板划线,将平板置于30℃恒温培养箱中培养中。
[0087]
(2)细菌培养:挑取单菌落置于lb液体培养基中,将培养基置于温控摇床中30℃培养12h。
[0088]
(3)扩培:取3ml步骤(2)中得到的菌液置于100ml灭菌的lb培养基中,将培养基置于摇床中30℃培养3

4小时,得od值在1左右的菌液。
[0089]
(4)稀释:从步骤(3)中od值为1的菌液中取样,并将取样的菌液稀释104倍。
[0090]
(5)抗菌溶液配制:制备浓度为0.5

32μg/ml的cnc

edta@agnps。
[0091]
(6)孵化:将1.0ml lb培养基、1.0ml步骤(5)中得到的不同浓度的cnc

edta@agnps溶液、10μl步骤(4)中稀释得到的菌液进行混合,置于灭菌后的10ml离心管中。将上述溶液置于摇床中以每分钟150转的速度、30℃下培养4h。
[0092]
(7)抗菌性能评价:孵育后,在无菌环境下取0.1ml菌液转移到的琼脂平板表面,用
无菌玻璃棒将菌液均匀覆盖于平板表面(每组溶液涂布3个平板).将所有平板置于培养箱中,于30℃培养过夜。在不同cnc

edta@agnps浓度下菌落生长的照片如图6中的(a)部分所示,对枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度为4ug/ml。
[0093]
对比例1
[0094]
一种纳米银颗粒的制备
[0095]
利用纯水代替实施例步骤1中的酸酐酯化改性纤维素。具体为:取10ml纯水加入1ml 5mmol/l的硝酸银溶液,磁力搅拌16h后缓慢滴加浓度为4g/l硼氢化钠溶液,硼氢化钠的滴加量需与实施例1保持一致,得到纯纳米银颗粒,记作agnps,并且,在完成硼氢化钠溶液的滴加后,可进行24h的冷冻干燥处理。
[0096]
本对比例制得的纳米银颗粒的tem如图1中的(b)部分所示,可以看出,纯的纳米银颗粒出现团聚的现象。
[0097]
对比例2
[0098]
纳米银颗粒的催化试验
[0099]
以对比例1制得的agnps作为催化剂,以4

硝基苯酚为模型化合物、硼氢化钠为还原剂。应用紫外

可见分光光度法检测反应过程,考察agnps的催化效能。
[0100]
具体操作:将1.5ml 0.24mm的4

硝基苯酚和1.5ml 76mm的硼氢化钠的混合溶液加入至uv试管中,然后在uv试管中加入200μl的agnps分散液(银含量为2.0μg/ml),溶液混合5s后进行紫外

可见分光光度法监测,扫描范围为250

500nm,循环时间为1分钟。
[0101]
需要知道的是,当4

硝基苯酚暴露在硼氢化钠溶液中时,溶液呈现黄绿色,并且会在400nm处有一个代表强吸收峰。随着催化还原反应的进行,400nm处的吸收峰强度降低,297nm处出现新的代表吸收峰,代表

no2转化为

nh2,4

硝基苯酚逐渐转化为4

氨基苯酚。
[0102]
根据试验结果,以agnps作为催化剂时,400nm处的吸收峰强度的降低速度和降低程度均明显低于实施例2中的cnc

edta@agnps,297nm处的吸收峰的升高速度和升高程度均明显低于实施例2中的cnc

edta@agnps,具体可参照图4进行理解。
[0103]
因此,cnc

edta@agnps催化的效果要远远优于纯agnps,这可能是由于纳米银颗粒在酸酐酯化改性纤维素的载体上具有高结合性和分散性,导致了cnc

edta@agnps具有更高的活性。综上,酸酐酯化改性纤维素的加入增强了agnps的可分散性和分散稳定性,从而增强了催化活性。
[0104]
对比例3
[0105]
以对比例1制得的agnps作为抗菌剂,考察对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的广谱性杀菌效果,分别选择大肠杆杆菌和枯草芽孢杆菌作为指示菌株,进行抗菌性能评价。
[0106]
1、agnps对大肠杆菌抗菌测试评价具体操作如下:
[0107]
(1)细菌激活:从放置在

80℃冰箱的保藏管中蘸取少量菌液,平板划线,将平板置于35℃恒温培养箱中培养中。
[0108]
(2)细菌培养:挑取单菌落置于lb营养培养基中,将培养基置于温控摇床中35℃培养12h。
[0109]
(3)扩培:取0.5ml步骤(2)中得到的菌液置于100ml灭菌的lb培养基中,将培养基置于摇床中35℃培养3

4小时,得od值在1左右的菌液。
[0110]
(4)稀释:从步骤(3)中od值为1的菌液中取样,并将取样的菌液稀释103倍。
[0111]
(5)抗菌溶液配制:制备浓度为0.5

32μg/ml的agnps。
[0112]
(6)孵化:将1.0ml lb培养基、1.0ml步骤(5)中得到的不同浓度的agnps溶液、10μl步骤(4)中稀释得到的菌液进行混合,置于灭菌后的10ml离心管中。将上述溶液置于摇床中以每分钟150转的速度、35℃下培养4h。
[0113]
(7)抗菌性能评价:孵育后,在无菌环境下取0.1ml菌液转移到的琼脂平板表面,用无菌玻璃棒将菌液均匀覆盖于平板表面(每组溶液涂布3个平板).将所有平板置于培养箱中,于35℃培养过夜。在不同agnps浓度下菌落生长的照片如图5中的(b)部分所示,agnps对大肠杆菌的最低抑菌浓度为8ug/ml。
[0114]
显然可知:agnps对大肠杆菌的抑菌效果比通过改性后的纤维素作为稳定剂和载体制备的银纳米颗粒抑菌性能差。
[0115]
2、agnps复合材料对枯草芽孢杆菌抗菌测试评价具体操作如下:
[0116]
(1)细菌激活:从放置在

80℃冰箱的保藏管中蘸取少量菌液,平板划线,将平板置于30℃恒温培养箱中培养中。
[0117]
(2)细菌培养:挑取单菌落置于lb液体培养基中,将培养基置于温控摇床中30℃培养12h。
[0118]
(3)扩培:取3ml步骤(2)中得到的菌液置于100ml灭菌的lb培养基中,将培养基置于摇床中30℃培养3

4小时,得od值在1左右的菌液。
[0119]
(4)稀释:从步骤(3)中od值为1的菌液中取样,并将取样的菌液稀释104倍。
[0120]
(5)抗菌溶液配制:制备浓度为0.5

32μg/ml的agnps。
[0121]
(6)孵化:将1.0ml lb培养基、1.0ml步骤(5)中得到的不同浓度的agnps溶液、10μl步骤(4)中稀释得到的菌液进行混合,置于灭菌后的10ml离心管中。将上述溶液置于摇床中以每分钟150转的速度、30℃下培养4h。
[0122]
(7)抗菌性能评价:孵育后,在无菌环境下取0.1ml菌液转移到的琼脂平板表面,用无菌玻璃棒将菌液均匀覆盖于平板表面(每组溶液涂布3个平板).将所有平板置于培养箱中,于30℃培养过夜。在不同agnps浓度下菌落生长的照片如图6中的(b)部分所示,对枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度为16ug/ml。
[0123]
显然可知:agnps对枯草芽孢杆菌的抑菌效果比通过改性后的纤维素作为稳定剂和载体制备的银纳米颗粒抑菌性能差。
[0124]
本发明的上述技术方案中,以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的技术构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。
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