本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種載銀復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

目前，地表水體富營養(yǎng)化嚴重，由其引起的水體微生物污染限制了水資源的應(yīng)用。例如，因菌、藻類大量繁殖，水體pH值增加，影響水生生物生存及人類對水資源的安全使用。銀系納米材料具有抗菌光譜廣、殺菌效率高并且對人類無毒副作用等特點，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是由于納米銀粉末易流失，納米銀的固載成為遏制其應(yīng)用的瓶頸。為此，載體的選擇成為納米銀復(fù)合材料制備的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)工藝易控制、生產(chǎn)成本較低的基于珊瑚砂的載銀復(fù)合材料及其殺菌除藻的應(yīng)用。本發(fā)明主要是以天然材料珊瑚砂為載體，負載納米銀，制備載銀殺復(fù)合材料，用于水環(huán)境殺菌除藻，以凈化水質(zhì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

(1)基于珊瑚砂的載銀復(fù)合材料的制備：

將硝酸銀配置成摩爾濃度為0.1-0.2mol/L的水溶液，按每100mL水溶液加入10-20g珊瑚砂的比例，向上述水溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂，在15-25℃、60-100Hz的條件下超聲分散2-4h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌2-4h，再按每100mL上述加入珊瑚砂的水溶液中加入70-150mL乙二醇溶液的比例，向珊瑚砂的水溶液中加入乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌3-5h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得銀的固載量為6.97-13.25mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

(2)上述基于珊瑚砂的載銀復(fù)合材料在殺菌方面的應(yīng)用：

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入1-2.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁵-10⁷cfu/mL；容器在120rpm，25-40℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率均達99％以上。

(3)上述基于珊瑚砂的載銀復(fù)合材料在除藻方面的應(yīng)用：

按每150mL含有小球藻的海水加入1-2.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁶-10⁷個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率均達到90％以上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點：

(1)生產(chǎn)工藝易控制，生產(chǎn)成本較低。

(2)珊瑚砂是一種含有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的天然材料，利用珊瑚砂作為載體，實現(xiàn)了資源的合理利用。

(3)制得的載銀復(fù)合材料能不斷釋放的鈣離子、鎂離子，為水體提供穩(wěn)定的酸堿度，因而適合用于地表水處理的濾水系統(tǒng)中。

(4)制得的載銀復(fù)合材料的載體具有很好的生物兼容性，不會造成繼發(fā)環(huán)境污染。

(5)制得的載銀復(fù)合材料具有良好的殺菌除藻效果，在2h內(nèi)對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的殺菌率均達到99％以上，在96h內(nèi)對小球藻的抑制率達到90％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1載銀前珊瑚砂(a)及載銀后制備的珊瑚砂載銀復(fù)合材料(b)掃描電鏡圖；

圖2是本發(fā)明實施例1載銀前珊瑚砂能譜分析圖(a、b)及載銀后制備的珊瑚砂載銀復(fù)合材料能譜分析圖(c、d)。

具體實施方式：

實施例1：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.1mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂10g，在25℃，100Hz的條件下超聲分散2h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌2h，加入70mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌3h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得銀的固載量為6.97mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入1.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁵cfu/mL；容器在120rpm，25℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了100％。

按每150mL含有小球藻的海水加入1.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁶個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到97.7％。

如圖1(a)所示，說明本發(fā)明所用材料珊瑚砂具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，且負載銀后珊瑚砂仍保持多孔結(jié)構(gòu)，如圖1(b)所示。

如圖2所示，分析結(jié)果顯示載銀前珊瑚砂內(nèi)不含銀成分(a、b)，而載銀后制備的珊瑚砂載銀復(fù)合材料含有銀成分(c、d)，說明銀已成功固載到珊瑚砂孔道表面。

實施例2：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.1mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂15g，在15℃，80Hz的條件下超聲分散2h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌2h，加入70mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌3h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得銀的固載量為7.34mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入2.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁶cfu/mL；容器在120rpm，35℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了100％。

按每150mL含有小球藻的海水加入2.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁶個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到100％。

實施例3：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.15mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂20g，在25℃，60Hz的條件下超聲分散3h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌3h，加入100mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌5h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得銀的固載量為12.45mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入2.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁷cfu/mL；容器在120rpm，25℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了99.5％。

按每150mL含有小球藻的海水加入2.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁷個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到98.3％。

實施例4：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.2mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂15g，在25℃，80Hz的條件下超聲分散4h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌4h，加入150mL乙二醇溶液，磁力攪拌4h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得銀的固載量為13.25mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入1.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁶cfu/mL；容器在120rpm，40℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了99.9％。

按每150mL含有小球藻的海水加入1.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁷個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到93.5％。

實施例5：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.1mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂15g，在20℃，100Hz的條件下超聲分散3h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌3h，加入80mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌5h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得珊瑚砂載銀復(fù)合材料。其中銀的固載量為6.97mg Ag/0.2g珊瑚砂載銀復(fù)合材料。其中銀的固載量為9.24mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入1.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁶cfu/mL；容器在120rpm，35℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了99.9％。

按每150mL含有小球藻的海水加入2.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁷個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到93.9％。

實施例6：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.15mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂20g，在20℃，80Hz的條件下超聲分散3h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌4h，加入120mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌5h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得珊瑚砂載銀復(fù)合材料。其中銀的固載量為8.68mg Ag/0.2g。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入2.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁷cfu/mL；容器在120rpm，40℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了99.2％。

按每150mL含有小球藻的海水加入2.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁷個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到92.9％。

實施例7：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.2mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂20g，在25℃，80Hz的條件下超聲分散3.5h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌4h，加入140mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌4h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得珊瑚砂載銀復(fù)合材料。其中銀的固載量為10.62mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入2.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁵cfu/mL；容器在120rpm，25℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了100％。

按每150mL含有小球藻的海水加入1.0g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁶個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到99.1％。

實施例8：

稱取硝酸銀配置成水溶液，其摩爾濃度為0.15mol/L，向100mL該溶液中加入事先洗凈并烘干的珊瑚砂15g，在15℃，100Hz的條件下超聲分散3h，超聲功率50W，在室溫下磁力攪拌4h，加入110mL乙二醇溶液，室溫下磁力攪拌5h，過濾珊瑚砂，用去離子水沖洗表面殘存的銀離子，烘干，制得珊瑚砂載銀復(fù)合材料。其中銀的固載量為11.87mg Ag/0.2g的珊瑚砂載銀復(fù)合材料。

按每100mL金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)懸液加入2.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入盛有金黃色葡萄球菌ATCC25923(或大腸桿菌ATCC25922)菌懸液的容器中，菌液濃度為10⁶cfu/mL；容器在120rpm，25℃條件下恒溫振蕩，進行殺菌，測定2h內(nèi)的殺菌率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料對上述菌懸液在2h內(nèi)的殺菌率達到了100％。

按每150mL含有小球藻的海水加入2.5g珊瑚砂載銀復(fù)合材料的比例，將珊瑚砂載銀復(fù)合材料加入至盛有含小球藻的海水的容器中，小球藻細胞密度為10⁷個/mL，在25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時搖晃三次，每天定時測定上述含小球藻的海水在680nm處的吸光度，計算生長抑制率。結(jié)果顯示，珊瑚砂載銀復(fù)合材料在96h內(nèi)對小球藻的生長抑制率達到98.0％。