基于金属有机框架的银纳米颗粒复合抗菌材料的制备方法
阅读说明：本技术 基于金属有机框架的银纳米颗粒复合抗菌材料的制备方法 (Preparation method of silver nanoparticle composite antibacterial material based on metal organic framework ) 是由 彭丽 薛天威 李耀鑫 李哲英 李军 王焱良 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：基于金属有机框架的银纳米颗粒复合抗菌材料的制备方法,包括以下步骤：1)制备MIL-127/PoPD：活化MIL-127,将其分散于邻苯二胺溶液中,然后将混合物放入高压釜中,密封加热,将超临界CO-(2)引入高压釜中；2)制备MIL-127/PoPD@Ag：将MIL-127/PoPD与Ag～(+)溶液混合反应,离心,洗涤干燥；3)制备MIL-127/PoPD@Ag-D：将MIL-127/PoPD@Ag加入碱溶液中反应,之后中和。用超临界CO-(2)介入的技术制备金属有机骨架(MIL-127)和聚合物(PoPD)的复合材料,实现银离子的氧化还原吸附从而在材料的孔道内生成银纳米颗粒,该复合材料具有抗菌能力。(The preparation method of the silver nanoparticle composite antibacterial material based on the metal organic framework comprises the following steps: 1) preparation of MIL-127/PoPD: activating MIL-127, dispersing in o-phenylenediamine solution, placing the mixture in autoclave, sealing, heating, and adding supercritical CO 2 Introducing into a high-pressure kettle; 2) preparation of MIL-127/PoPD @ Ag: mixing MIL-127/PoPD with Ag + Mixing the solution for reaction, centrifuging, washing and drying; 3) preparation of MIL-127/PoPD @ Ag-D: MIL-127/PoPD @ Ag is added into an alkali solution for reaction, and then neutralized. By supercritical CO 2 The composite material of metal organic framework (MIL-127) and polymer (PoPD) is prepared by an interventional technology, the redox adsorption of silver ions is realized, so that silver nanoparticles are generated in the pore channels of the material, and the composite material has antibacterial capability.)
技术领域
本发明涉及抗菌材料技术领域，尤其涉及基于金属有机框架的银纳米颗粒复合抗菌材料的制备方法。
背景技术
银是一种应用于各行各业的功能材料，由于银具有广谱抗菌活性，被广泛应用在许多抗菌产品中。与其他抗菌材料相比，银纳米颗粒具有显著的杀菌效果和较低的生物毒性。但在实际应用中，银纳米颗粒会持续释放银离子，杀菌的同时也造成严重的毒害作用。银纳米颗粒与其他材料的复合是赋予这些材料抗菌性能的一种极具前景的方法，同时也可以减少银纳米颗粒的毒害作用。
目前，银纳米颗粒复合材料已经受到了人们的关注，目前这些材料存在着一些抗菌性能不足，无法按需释放，价格较高等问题。因此，如何寻找一种方法制备可以按需释放的高效抗菌材料，一直是人们想办法努力解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供基于金属有机框架的银纳米颗粒复合抗菌材料的制备方法。
基于金属有机框架的银纳米颗粒复合抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备MIL-127/PoPD：在一定温度的真空条件下活化MIL-127，活化后，冷却至室温，将其分散于邻苯二胺的无水乙醇溶液中，然后将混合物放入高压釜中，密封加热，通过超临界设置将CO2引入高压釜中；在一定压力下搅拌反应，之后将压力释放，将所得粉末洗涤、干燥；
2)制备MIL-127/[email protected]：将MIL-127/PoPD与Ag+溶液混合反应，离心，洗涤，干燥。
本发明还包括以下步骤：
3)制备MIL-127/[email protected]：将MIL-127/[email protected]加入碱溶液中，搅拌反应，之后使用酸中和。
在步骤1)中，所述MIL-127与邻苯二胺的质量比为0.02:1～10:1。
在步骤1)中，所述邻苯二胺的浓度为0.1～1.0M。
在步骤1)中，所述一定温度为80～200℃，所述密封加热的温度为50～120℃。
在步骤1)中，所述一定压力为6～18MPa，所述搅拌反应的时间为1～30h。
在步骤2)中，银的负载量为0.1％～20％。
在步骤2)中，所述Ag+溶液的浓度为10～1000ppm。
在步骤3)中，MIL-127/[email protected]与碱的质量比为0.05:1～1:0.2。
在步骤3)中，碱为无机碱或有机碱，碱溶液的浓度为0.01～1M。
在步骤3)中，所述酸为无机酸或有机酸，酸中和后溶液pH为5～8。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
本发明采用超临界CO2介入的技术制备一种特定的金属有机骨架(MIL-127)和聚合物(PoPD)的复合材料，该材料可实现银离子的氧化还原吸附从而在材料的孔道内生成银纳米颗粒。该复合材料具有抗菌能力，并且可以在需要的时候破坏金属有机骨架结构，释放更多的银，产生更强的抗菌效果。
本发明制备的抗菌材料对革兰氏阳性菌(以金黄色葡萄球菌S.aureus为例)和革兰氏阴性菌(以大肠杆菌E.coli K12 MG1655为例)均具有优良的抗菌性能，很难使细菌产生抗药性，且生物相容性较高，而且可以在需要的时候通过简单的破坏复合结构实现更强的抗菌效果。
附图说明
图1为实施例1MIL-127/[email protected]的XRD谱图。
图2为实施例1MIL-127/[email protected]的XPS谱图。
图3为实施例1MIL-127/[email protected]的STEM图和EDX分析。
图4为实施例1使用96孔板对MIL-127/[email protected]的最小抑菌浓度进行测试。
图5为实施例1使用96孔板MIL-127/[email protected]的最小抑菌浓度进行测试。
图6为实施例7MIL-127/[email protected]的抑菌圈实验图。
图7为实施例9MIL-127/[email protected]对大肠杆菌杀菌率实验结果。
图8为实施例9MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的杀菌率实验结果。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为26wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为19wt％。具体制备方法见下。
1、MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸合成的方法：将9.5g 5-硝基间苯二甲酸溶解于125mL去离子水中，并将溶液加热至55℃。在搅拌下，加入25g氢氧化钠，得到黄色悬浮液。将50g D-(+)-葡萄糖溶解于75mL去离子水中并添加到上述悬浮液中。当悬浮液变成棕色时，停止加热，使用空气发生器将空气吹入悬浮液中反应一整夜。等待悬浮液冷却下来，将悬浮液置于冰浴中并过滤。然后，将滤液分散在125ml去离子水中，并用浓盐酸酸化。所得橙色沉淀物用水和乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
2、MIL-127的制备：将1.72g FeCl3·6H2O和1.11g 3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸分散在有25mL DMF的圆底烧瓶中。在搅拌条件下，将混合物在155℃回流16h并过滤。所得棕色固体在50℃搅拌下用100mL DMF洗涤2h。然后分别用100mL乙醇和100mL去离子水在60℃下搅拌2h洗涤固体。将最终的橙色产品离心并用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
3、MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在150℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.3M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至60℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在12MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续24小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
4、MIL-127/[email protected]的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 100ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为19％。材料的XRD谱图和XPS Ag 3d谱图详见图1和图2。通过谱图可以看出材料中含有单质银，即溶液中的银离子通过氧化还原吸附作用被还原和锚定在MIL-127/PoPD上，形成纳米颗粒。参见图3，通过MIL-127/[email protected]的STEM图和EDX分析，可以看出，银纳米颗粒在材料上分布均匀。
5、MIL-127/[email protected]的制备：10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.1M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7.5)，可直接用作抗菌剂。
如图4～5所示，用96孔板测定抗菌材料抑制细菌生长的最低抑菌浓度(MIC)，框中表示在该浓度及更高浓度下细菌无法生长，由此图可直观看出材料的最小抑菌浓度。具体地，向A1-A11孔中加入100μL金黄色葡萄球菌细菌溶液。将无菌LB液体培养基加入A12孔中作为对照。B-F孔操作相同，但D-F孔换为将大肠杆菌K12-MG1655加入其中，无菌LB液体培养基加入H孔作为对照。100μL MIL-127/[email protected]或MIL-127/[email protected]分散液加入A1孔。将溶液充分混合，确保浓度为512μg/mL。将A1孔中的100μL溶液添加至A2，然后将A2孔中的100μL溶液添加至A3孔。然后按同样的方法依次稀释至A10。将A10孔中的100μL溶液丢弃。A1-A10孔的样品浓度分别为512、256、128、64、32、16、8、4、2和1μg/mL。以A11孔为对照，不加样品。其他行也采用同样的操作。96孔板在37℃和250rpm下培养16h。用酶标仪测定细菌浓度，测定出细菌不再生长的最低浓度即为MIC。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是512μg/mL；对大肠杆菌的MIC是512μg/mL。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是64μg/mL；对大肠杆菌的MIC是32μg/mL。
实施例2
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为8wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为3wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在150℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.1M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至50℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在12MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续1小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 10ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为3％。10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.01M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7.4)，可直接用作抗菌剂。
使用与实施例1相同的96孔板法测定材料的最低抑菌浓度(MIC)。96孔板在37℃和250rpm下培养16h。用酶标仪测定细菌浓度，测定出细菌不再生长的最低浓度即为MIC。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是1024μg/mL；对大肠杆菌的MIC是1024μg/mL。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是192μg/mL；对大肠杆菌的MIC是96μg/mL。
实施例3
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为15wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为10wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在150℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.5M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至120℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在6MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续12小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 100ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为10％。10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.5M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～8)，可直接用作抗菌剂。
使用与实施例1相同的96孔板法测定材料的最低抑菌浓度(MIC)。96孔板在37℃和250rpm下培养16h。用酶标仪测定细菌浓度，测定出细菌不再生长的最低浓度即为MIC。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是512μg/mL；对大肠杆菌的MIC是768μg/mL。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是96μg/mL；对大肠杆菌的MIC是96μg/mL。
实施例4
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为25wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为20wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在150℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.2M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至60℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在12MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续30小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 1000ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为20％。10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.2M氨水溶液中。搅拌12h并用醋酸溶液中和后(pH～7)，可直接用作抗菌剂。
使用与实施例1相同的96孔板法测定材料的最低抑菌浓度(MIC)。96孔板在37℃和250rpm下培养16h。用酶标仪测定细菌浓度，测定出细菌不再生长的最低浓度即为MIC。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是512μg/mL；对大肠杆菌的MIC是256μg/mL。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是64μg/mL；对大肠杆菌的MIC是16μg/mL。
实施例5
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为5wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为0.1wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在80℃的真空条件下活化1g MIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.1M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至60℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在6MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续1小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 10ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为0.1％。10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.1M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～5)，可直接用作抗菌剂。
使用与实施例1相同的96孔板法测定材料的最低抑菌浓度(MIC)。96孔板在37℃和250rpm下培养16h。用酶标仪测定细菌浓度，测定出细菌不再生长的最低浓度即为MIC。由于银的含量较低，该材料抗菌能力较差，MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是5.12mg/mL；对大肠杆菌的MIC是5.12mg/mL。制备为MIL-127/[email protected]后效果也未发生变化。
实施例6
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为26wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为15wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在150℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.3M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至60℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在12MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续24小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将20mg MIL-127/PoPD处理100mL 200ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为15％。10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.1M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7.5)，可直接用作抗菌剂。
使用与实施例1相同的96孔板法测定材料的最低抑菌浓度(MIC)。96孔板在37℃和250rpm下培养16h。用酶标仪测定细菌浓度，测定出细菌不再生长的最低浓度即为MIC。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是512μg/mL；对大肠杆菌的MIC是512μg/mL。MIL-127/[email protected]对金黄色葡萄球菌的MIC是128μg/mL；对大肠杆菌的MIC是64μg/mL。
实施例7
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为26wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为15wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在200℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 1.0M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至50℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在18MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续24小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 800ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为15％。10mg MIL-127/[email protected]加入5mL 1M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7.5)，可直接用作抗菌剂。
将100μL样品(1.1mg/mL)分散在干燥的圆形纸片上。将细菌溶液均匀地涂于培养基表面。待菌液完全被培养基吸收后，将A-E小纸片放在培养基上。培养基在4℃冰箱中保存2h，然后转移到37℃培养箱中培养24h，观察抑制区的形成。从图6，可以明显观察到抑菌圈的形成，表明材料的抗菌效果很好。
实施例8
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为20wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为10wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在180℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.2M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至60℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在6MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续12小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将100mg MIL-127/PoPD处理100mL 100ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为10％。10mgMIL-127/[email protected]加入5mL 0.1M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7.4)，可直接用作抗菌剂。
将100μL样品(1.5mg/mL)分散在干燥的圆形纸片上。将细菌溶液均匀地涂于培养基表面。待菌液完全被培养基吸收后，将A-E小纸片放在培养基上。培养基在4℃冰箱中保存2h，然后转移到37℃培养箱中培养24h，可以观察到抑制区的形成。
实施例9
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为26wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为20wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在150℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.5M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至60℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在12MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续24小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 500ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为20％。10mg MIL-127/[email protected]加入5mL 0.2M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7.6)，可直接用作抗菌剂。
在600μL离心管中加入100μL高浓度金黄色葡萄球菌菌液，然后加入样品和LB培养基。加入含有64μg/mL PoPD、MIL-127、MIL-127/PoPD、MIL-127/[email protected]和128μg/mL MIL-127/[email protected]的溶液，移入37℃培养箱培养24h，酶标仪测定细菌浓度。用同样的方式处理大肠杆菌，浓度分别为128μg/mL和160μg/mL。杀菌率(sterilization rate)使用以下公式计算：
式中：C0为细菌初始浓度，Ce为最终细菌浓度。
经过计算得到图7～8，可以看出，银复合材料的杀菌性能大大提升，并且在12h和24h后均保持99％以上的杀菌率。
实施例10
本实施例以金属有机骨架(MIL-127)材料做为模板，首先引入聚合物(聚邻苯二胺，PoPD)进行复合，聚合物的含量为15wt％，之后在含银的废水中实现银离子的回收和还原，最终实现金属有机骨架/银纳米颗粒复合抗菌材料的合成，银的含量为9wt％。
使用与实施例1相同的方式制备MIL-127配体3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸和MIL-127。
MIL-127/PoPD的制备：使用schlenk管线和油泵在100℃的真空条件下活化0.2gMIL-127，反应过夜。活化后，冷却至室温，将其分散于30ml 0.1M邻苯二胺的无水乙醇溶液中。然后将混合物放入100mL高压釜中。高压釜密封严密，加热至120℃。在温度稳定后，通过超临界设置将CO2缓慢地引入高压釜中。当压力在500rpm搅拌下稳定在6MPa时，进气阀关闭。反应在搅拌下持续12小时。之后将压力慢慢释放。所得黑褐色粉末用乙醇洗涤并在真空下干燥过夜。
抗菌材料的制备：将50mg MIL-127/PoPD处理100mL 50ppm Ag+溶液。2h后，离心样品，用乙醇洗涤，真空干燥过夜。得到MIL-127/[email protected]抗菌材料，根据ICP-OES，银的负载量约为9％。10mg MIL-127/[email protected]加入5mL 0.1M NaOH溶液中。搅拌12h并用硝酸溶液中和后(pH～7)，可直接用作抗菌剂。
在600μL离心管中加入100μL高浓度金黄色葡萄球菌菌液，然后加入样品和LB培养基。加入含有64μg/mL PoPD、MIL-127、MIL-127/PoPD、MIL-127/[email protected]和128μg/mL MIL-127/[email protected]的溶液，移入37℃培养箱培养24h，酶标仪测定细菌浓度。用同样的方式处理大肠杆菌，浓度分别为128μg/mL和160μg/mL。杀菌率(sterilization rate)使用以下公式计算：
式中：C0为细菌初始浓度，Ce为最终细菌浓度。
经过计算得到银复合材料的杀菌性能，在12h后均保持90％以上的杀菌率，在24后保持80％以上的杀菌率。
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