阅读说明：本技术 一种抗菌抗病毒纳米水性浆料的制备方法 (Preparation method of antibacterial and antiviral nano water-based slurry ) 是由 陈照峰 李曼娜 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种抗菌抗病毒纳米材料水性浆料的制备方法,首先,用无机锌盐溶液滴加到氢氧化钠溶液,控制温度、pH值等,制备出柱状纳米ZnO粉体；其次用柱状纳米ZnO粉体、Cu<Sub>2</Sub>SO<Sub>4</Sub>水溶液,和一定量的NaOH、CTAB、GO水溶液和水合肼,超声混合反应,制备Cu<Sub>2</Sub>O-ZnO-GO纳米复合粉体,最后将Cu<Sub>2</Sub>O-ZnO-GO纳米复合粉体加入到混合分散液中,搅拌后得到抗菌抗病毒纳米水性浆料。本发明制备的浆料特点在于柱状纳米ZnO、Cu<Sub>2</Sub>O仿生了蜻蜓翅膀纳米突起结构,且利用GO较大的表面积将两者均匀负载,形成的纳米复合粉体可有效灭活大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等细菌和流感病毒、SARS等无包膜病毒,在涂层、涂料、植入体、家用电器等领域具有广泛应用前景。(The invention provides a preparation method of antibacterial and antiviral nano-material aqueous slurry, which comprises the steps of firstly, dropwise adding an inorganic zinc salt solution into a sodium hydroxide solution, and controlling the temperature, the pH value and the like to prepare columnar nano ZnO powder; secondly, columnar nano ZnO powder and Cu are used 2 SO 4 Ultrasonic mixing reaction of the aqueous solution, a certain amount of NaOH, CTAB and GO aqueous solution and hydrazine hydrate to prepare Cu 2 O-ZnO-GO nano composite powder, and finally adding Cu 2 O-ZnO-GO nano-meterAdding the composite powder into the mixed dispersion liquid, and stirring to obtain the antibacterial and antiviral nano aqueous slurry. The slurry prepared by the invention is characterized in that the columnar nano ZnO and Cu 2 O simulates a dragonfly wing nano-protrusion structure, and the GO is uniformly loaded on the surface of the dragonfly wing nano-protrusion structure by utilizing the larger surface area of the GO, so that the formed nano-composite powder can effectively inactivate bacteria such as escherichia coli, staphylococcus aureus, streptococcus pneumoniae and the like, influenza virus, SARS and other non-enveloped viruses, and has wide application prospect in the fields of coatings, implants, household appliances and the like.)

一种抗菌抗病毒纳米水性浆料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备抗菌抗病毒纳米材料水性浆料的方法，特别是涉及一种柱状纳米亚铜、纳米锌材料、二维平面氧化石墨烯纳米复合粉体水性浆料的制备方法。

技术背景

抗菌纳米材料一直是国内外研究机构和学者研究的对象，并将抗菌材料分为金属型、光催化型、季铵盐修饰的无机纳米抗菌材料、复合纳米抗菌材料。金属材料中Ag⁺因其光谱抗菌性及对真核细胞无毒性，而被广泛应用；光催化型材料则以Ti₂O为代表，其不仅能影响细菌繁殖力，而且能攻击细菌细胞的外层，穿透细胞膜，彻底降解细菌，防止产生内毒素引起二次污染；另外两类的常用材料是Si₂O表面共价接枝高分子季铵盐，Ag⁺改性沸石结构。但是，上述内容中极少涉及纳米材料的抗病毒研究，1976年埃博拉病毒、2003年SARS病毒、2012年 MERS、2019年新型冠状病毒出现，造成不可挽回的后果，未来病毒的种类和潜伏期以及传播途径会更加不可预测。目前，全球新冠肺炎确诊人数已经超过452 万例，累计死亡病例超过30.3万例，而且数字还在持续增长中。基于国际大环境需求，以及绝大多数纳米抗菌材料研究的单一性和局限性，设计开发新型具有快速、高效杀菌和持续有效灭活病毒功能的抗菌抗病毒材料成为当前纳米技术扩展研究的一个重要方向。

申清号为CN03133534.9的中国专利公开了一种用于吸附和灭活病毒的多孔固体材料及其应用。涉及一种用于吸附和灭活病毒的多孔固体材料及其应用，其中多孔固体材料成分是TiO₂、ZrO₂、SiO₂、Al₂O₃或P₂O₅中的一种或其组合，结构特点是具有多孔的性质，孔径在0.3～500nm范围内，孔容为0.01-3ml/g；可以采用元素周期表中第VIII族，Ib族，IIb族，IIa族中的一种或几种改性元素对其改性，达到对病毒分子的有效灭活之目的。本发明的多孔固体材料对病毒具有非特异性吸附和灭活作用，特别对如副流感病毒等冠状病毒等具有吸附和灭活作用。申请号为CN201911402063.9的中国专利公开了一种生物基抗菌抗病毒纳米材料及其制备方法与应用，在制备该材料的过程中，以纤维素纳米晶为载体，通过聚多巴胺的粘附作用，将金属离子负载于纤维素纳米晶上形成复合材料，该复合材料不仅具有良好的生物相容性、环保性及可降解性，而且具有优异的抑菌抗病毒作用。将该复合材料用于农业病害防治中，可以为农药减量增效，实现农业病害绿色防控提供新的策略。该复合材料制备方法简单易操作，适合扩大化生产。

申请号为CN200680000645.9的英国专利公开了具有抗菌和抗病毒活性的功能性纳米材料，涉及含有金属氧化物和与之结合的抗菌活性阳离子金属的纳米材料。特别地，本发明涉及式(I)的纳米晶体化合物：AO_x-(L-Men⁺)_i，(I)其中，AO_x表示金属氧化物或非金属氧化物，x＝1或2；Men⁺为具有抗菌活性的金属离子， n＝1或2；L为有机或有机金属双官能分子，其能够同时结合金属氧化物或非金属氧化物及金属离子Men⁺；i表示与AO_x纳米颗粒结合的L-Men+基团数。

以上三种发明一定程度上解决了抗病毒纳米材料的制备问题和将其应用于某些领域问题。申请号为CN03133534.9的专利，纳米多孔材料的负载成为问题，申请号为CN201911402063.9的专利，有机纳米材料应用范围集中于农业，难于解决目前病毒传播问题，申请号为CN200680000645.9的专利，金属离子纳米材料主要应用于抗菌抗病毒皮肤用药。

病毒比细菌小得多，一般在几十至几百纳米范围内。将纳米复合材料制备成浆料，用于涂覆和浸渍，进而使得相应材料或产品能够吸附和灭活病毒，将对病毒类疾病的防治起到非常积极的作用。但是，目前国内外鲜有相关报道。

发明内容

本发明旨在提升现有技术，提供一种抗菌抗病毒纳米材料浆料的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：

1.一种抗菌抗病毒纳米水性浆料的制备方法，其特征在于包括以下顺序的步骤：

(1)将无机锌盐和氢氧化钠分别以去离子水配置成水溶液，在60～90℃磁力搅拌条件下，将无机锌盐溶液滴加到氢氧化钠溶液中，控制溶液pH值在11～13 范围内，滴加完成后水浴保温；反应完成后，过滤分离、干燥、热解后制得柱状纳米ZnO粉体。

(2)将柱状纳米ZnO粉体加入到Cu₂SO₄水溶液中，再加入一定量的NaOH 水溶液、CTAB水溶液、GO水溶液、水合肼，超声混合反应，然后热解，得到 Cu₂O-ZnO-GO纳米复合粉体；

(3)将0.5～3％wt的钛酸酯YY-2偶联剂，0.5～5％wt的椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠表面活性剂，0.3～0.5％wt的聚乙二醇分散剂，50～60％wt 聚丙烯酸粘结剂混合，配成混合分散溶液；

(4)将Cu₂O-ZnO-GO纳米复合粉体加入到混合分散溶液中，搅拌后得到抗菌抗病毒纳米水性浆料。

本发明的有益效果在于：

1.所述的纳米复合粉体水性浆料具有较好的稳定性，静置30天后，不出现分层无沉淀析出。

2.所述Cu₂O及ZnO柱状纳米阵列结构，仿生了蜻蜓翅膀上的纳米突起结构，可使无包膜病毒因氧化应激效应，诱导其变形失活，达到杀灭病毒作用；

3.所述浆料中的纳米复合材料平均直径与病毒直径相当，能有效发挥纳米粒子的小尺寸效应，进入病毒内部，破坏其结构，有效灭活。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

一种抗菌抗病毒纳米复合粉体水性浆料的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：

(1)取0.1mol/L的ZnSO₄水溶液和0.3mol/L的NaOH水溶液各50ml，在60℃磁力搅拌条件下，将ZnSO₄溶液滴加到NaOH溶液中，滴加完成后溶液 pH值为11，水浴保温2小时；反应完成后，过滤分离固体，60℃下烘干后制得柱状纳米ZnO粉体。所制备的ZnO纳米颗粒平均直径为20nm～100nm；

(2)将1％wt的钛酸酯偶联剂YY-2，0.5％wt的椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠表面活性剂，0.3％wt的聚乙二醇分散剂，50％wt聚丙烯酸混合，配成混合分散液；

(3)将GO水溶液和柱状纳米ZnO加入到浓度为0.2mol/L的Cu₂SO₄溶液中，60℃下，超声反应0.5小时，反应完成后，80℃下真空干燥，得到Cu₂O-ZnO-GO 的纳米复合粉体；

(4)将步骤(3)所制备的纳米复合材料加入步骤(2)中的混合溶液中，通过超声搅拌方式，得到纳米复合粉体水性浆料。

(5)浆料稳定性：放置30天，不分层无沉淀析出。

(6)采用金黄色葡萄球菌(ATCC6538)为测试菌种，由军事医学科学院流行病微生物研究所提供，培养第9代；

(7)用磷酸盐缓冲液(PBS)洗脱1cm*1cm载玻片上的培养菌，制成菌悬液；

(8)取检品原液滴染于1cm*1cm玻璃片载体上，37℃避光干燥制成试验样

片备用；阳性对照样片不滴染检品；

(9)取上述菌悬液，分别在每个试验样片和阳性对服样片上滴加20微升，均匀涂布，室温条件下用日光灯照射(距离35cm)作用24h后，分别将试验样片和阳性对照样片投入5mLPBS的试管中，混匀后进行菌落计数，37℃培养48h 同时做阴性对照。试验重复3次。

(10)抗菌抗病毒纳米复合粉体水性浆料制成的试验样片，室温条件下用日光灯照射作用24h，对大金黄色葡萄球菌平均抗菌率均为100％。

实施例2

(1)配置空白液体培养基：0.5g的蛋白胨，0.25g的酵母提取物，0.25g氯化钠加入到50ml水中混合均匀)，将其在121℃下灭菌一定的时间，冷却到 60℃后，将20ul的大肠杆菌加入到液体培养基中，培养24h。

(2)配置样品培养基：将2mg的纳米复合粉体水性浆料加入50ml的培养基中制备样品培养基，高温灭菌，冷却后，取(1)培养基20ul转移到第二天的样品培养基中，培养24h。

(3)配置好的样品培养基，生理盐水、培养皿、移液枪枪头、LEP小管一起进行高温灭菌。到70℃后将样品培养基取出，倒入培养皿中。

(4)将培养好的样品培养基以及空白培养基进行梯度稀释，取生理盐水900ul于6个LEP小管中，用移液枪吸取100ul样品培养基以及空白培养基于1管内，混合均匀以后，再由管1吸取100ul混合溶液于管2中，依次类推，将原培养基稀释106倍。

(5)分别取进行梯度稀释后的液体，纳米复合粉体水性浆料菌液和空白样品的菌液50ul于固体培养基的培养皿中，刮平之后放入细菌培养箱中放置24h 后观察细菌菌落数的变化。

(6)为了验证复合材料的抑菌长效性，将上述样品培养基分别放置3天、 5天、7天之后再次观察平板上菌落数的变化。

(7)抑菌结果如下表所示：

项目	空白样品的菌液	纳米复合粉体水性浆料菌液
			1天后抑菌率/％	-	70～75％
3天后抑菌率/％	-	100％
			5天后抑菌率/％	-	92～97％
7天后抑菌率/％	-	≥90％

实施例3

称实施例1的纳米复合粉体水性浆料2g于无菌瓶中，加副流感病毒液(1∶1280)0.2ml于室温混合作用1h，每20min振荡4min，共操作3次，加入4ml 无菌生理盐水，立即混匀振荡4min。吸取病毒液进行血凝试验，测得病毒血凝效价为1∶30，该材料病毒吸附灭活率为100％。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。