碳纳米管表面原位季铵化抗菌剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纳米管表面原位季铵化抗菌剂的制备方法，以酸化碳纳米管为载体，首先在其表面接枝聚乙烯亚胺，并对接枝的聚乙烯亚胺依次进行叔胺化和季铵化反应形成碳纳米管原位季铵化的季铵盐长效抗菌剂。本发明方法简单安全，对环境更加友好，抗菌剂的合成方法简易，使用设备少，抗菌效果优异、使用安全性高，具有广泛的应用价值，可应用于涂料、塑料、橡胶、纤维等基材，以及水处理和空气净化等材料制备和装置系统。本发明的目标产物对金黄色葡萄球菌和大肠杆杆菌典型细菌的最小抑菌剂量分别低至50mg/L和20mg/L。

主权项

一种酸化碳纳米管接枝高分子季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在于，以酸化碳纳米管(CNTs)为载体，首先在其表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)，并对接枝的聚乙烯亚胺依次进行叔胺化和季铵化反应形成碳纳米管原位季铵化的季铵盐长效抗菌剂(QPEI@CNTs)，包括如下主要步骤：(1)酸化碳纳米管接枝聚乙烯亚胺：将酸化碳纳米管与聚乙烯亚胺分别分散在去离子水中，酸化碳纳米管与聚乙烯亚胺的配比为质量比1:1～1:3，随后混合并超声波处理使其分散均匀，在室温下搅拌8～12h，使聚乙烯亚胺与酸化碳纳米管充分发生反应，反应所得固体产物依次经乙醇、水洗涤，抽滤分离后得到聚乙烯亚胺接枝的酸化碳纳米管；(2)叔胺化反应：将步骤(1)所得酸化碳纳米管接枝聚乙烯亚胺分散在去离子水中，搅拌均匀，将叔胺化试剂缓慢滴加到分散液中，在0～3℃下搅拌反应6～8h，过滤分离的固体物依次用乙醇、水洗涤，抽滤分离后得到酸化碳纳米管接枝叔胺化聚乙烯亚胺；(3)季铵化反应：将步骤(2)所得酸化碳纳米管接枝叔胺化聚乙烯亚胺分散到叔戊醇中，缓慢滴加季铵化试剂，季铵化试剂与步骤(2)中所用叔胺化试剂的摩尔比为1～2:1；在50～70℃下搅拌反应10～14h，过滤分离的固体物依次用乙醇、水洗涤，抽滤分离后于40～80℃真空干燥得到目标产物碳纳米管表面原位季铵化抗菌剂。