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天然植物提取物合成功能化纳米银的方法及其应用

2022-09-07 12:59:27 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及纳米银合成领域,具体为天然植物提取物合成功能化纳米银的方法及其应用。


背景技术:

2.纳米银具有良好的广谱抗菌作用,被广泛应用于电子产品、家用电器、化妆品、纺织品和医用产品,是目前商业化最高的纳米材料之一。此外,纳米银在光声成像、抗病毒、抗真菌、抗生物被膜、抗血栓、抗肿瘤以及促进伤口愈合等方面也具有潜在的应用价值。因此,纳米银的制备也一直受到研究者的极大关注。
3.纳米银的制备方法包括物理还原法、化学还原法、微生物还原法、生物还原法。物理法制备纳米银粒子不需要化学试剂反应,只通过物理变化将含银物质转变为纳米银粒子,包括机械球磨还原法、激光灼烧法和蒸发冷凝法等,但物理法对设备要求高,成本较大,耗能较高,故不适合用于科研、生产。化学还原法在化工业生产中比较普遍,通常方法有:还原剂还原法、光照还原法、液相还原法等,其中还原剂还原法最为普遍,该方法操作简便,在氧化还原之前,向含银前驱体溶液中加入一定比例的还原剂,必要时再加入适当的分散剂,通过加热或搅拌制备出纳米银溶液。但是,通过化学法制得的纳米银颗粒需要加入大量的保护剂,易造成污染、提升成本,且得到的纳米银粒径较大、易团聚、分散性差。微生物还原法是指通过微生物或其体内细胞活性提取物来还原银离子的方法,其缺陷在于需要烦琐的微生物培养,耗时长成本高。而生物还原法反应比较迅速和简便,采用植物提取液合成得到的纳米颗粒更容易分离,因此植物提取液还原法是生物质还原制备纳米材料方法中最经济最有效的方法。该法是在温和(通常为常温常压)的条件下,将金属盐前驱体与植物生物质提取液或煮液进行反应,直接获得纳米材料。此方法主要是利用植物生物质中富含的还原性活性成分(如多酚和还原糖等)将金属盐前驱体还原得到零价的纳米颗粒;并且这些活性成分可以包裹到纳米颗粒表面从而对纳米颗粒起到保护和稳定的作用,充当保护剂的角色。因此植物生物质同时起到了还原剂和保护剂的作用,这样既降低了材料成本又避免了额外的化学试剂污染,符合“绿色化学”的发展要求。然而这种方法由于生物质成分比较复杂会导致所制备的纳米颗粒粒径分布较宽并且由于生物质的还原性相对较弱导致反应速率相对较慢。因此需要对植物提取液的生产工艺进行优化,来弥补这种缺陷。
4.cn 113621153 a公开了一种植物提取物合成纳米银多功能可降解食品包装材料及其制备方法,其采用将植物废弃物干燥、粉碎,用水、乙醇、乙酸乙酯、甲醇、丙酮等溶剂提取,再用旋蒸法除去溶剂,得到粉末,再将粉末溶于上述溶剂中,加入硝酸银,进行还原,得到纳米银。此方法消耗大量有机溶剂,成本高,得到的还原物质少,还原纳米银的速率慢,还原率低,还含有大量杂质。


技术实现要素:

5.针对现有技术存在的缺陷,本发明提供了一种功能化纳米银的合成方法。
6.一种功能化纳米银的合成方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,将10-20份洗净的桑葚、10-20份水混合,以2000-4000r/min转速均质10-20min,得到桑葚浆;(2)按质量份计,将0.05-0.15份发酵菌、10-20份桑葚浆、10-20份水混合均匀,20-25℃下密封发酵6-8天,经5-10μm孔径的滤膜过滤,得到滤液;(3)将步骤(2)制得的滤液煮沸5-10min,然后再经5-10μm孔径的滤膜过滤,得到植物提取液;(4)按质量份计,将5-7份步骤(3)制得的植物提取液与3-5份含银前驱体溶液混合,用20-24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph至8-9,以160-200r/min转速搅拌并置于氙灯下反应20min,光照强度为400-600w,反应温度为40-50℃,得到纳米银溶胶;(5)以4000-8000r/min转速离心步骤(4)制得的纳米银溶胶5-10min,取沉淀用无水乙醇和丙酮分别洗涤三次,干燥后,得到功能化纳米银。
7.所述发酵菌为面包酵母、马克斯克鲁维酵母、鼠李糖乳杆菌中的一种或两种或多种混合物;优选的,所述发酵菌由马克斯克鲁维酵母、鼠李糖乳杆菌按质量比(2-4):(1-2)混合而成。
8.所述含银前驱体溶液为硝酸银水溶液、醋酸银水溶液中的一种;优选的,所述含银前驱体溶液的浓度为0.001-0.01mol/l。
9.桑葚又名桑果、桑枣、葚子等,为桑科植物桑树(morus alba linn.)的成熟果穗,大多为红紫色或黑色椭圆型聚花果,长约1-2.5cm,汁浓似蜜,甜酸清香,营养成分丰富。桑葚含有大量的水份,还含有粗纤维、蛋白质、转化糖、游离酸、vb1、vb2、vc、胡萝卜素、芦丁、杨梅酮、桑色素、芸香苷、鞣质、花青素(主要为矢车菊素)、挥发油、矿物质及微量元素、磷脂、白藜芦醇等成分。其中,桑葚多糖对羟基自由基和超氧负离子自由基具有清除作用,阻断自由基反应链,桑葚的提取物具有含量丰富的酚类物质和色素,能显著提高抗氧化酶活性。因此,本发明选用桑葚提取物作为纳米银的还原剂,其中的桑葚多糖和酚类物质具有极强的还原性,可以提高纳米银的生成速率和产量。为了进一步提高桑葚提取物的还原能力,本发明对桑葚进行发酵处理,将桑葚中蕴含的淀粉、蛋白质等分解成具有还原性的葡萄糖和氨基酸,能够进一步增加桑葚提取物的还原能力。再进一步的,本发明对桑葚发酵后的滤液进行煮沸处理,其能够使得蛋白质变性,从而消灭发酵菌并使未分解的蛋白质沉淀,消除发酵菌易富集银离子,造成还原出的纳米银团聚、粒径变大的影响;另一方面,蛋白质能够螯合金属离子,发酵过程中未分解的蛋白质螯合桑葚所含有的微量矿物元素,如锌、铁、钙、锰等,随着蛋白质的变性沉淀,这些矿物元素也随之沉淀,分离得到的滤液更为纯净,提高了所获得纳米银的纯度。
10.进一步的,本发明还提供了一种功能化纳米银的应用方法,由于本发明所制得的功能化纳米银具有大的比表面积和较小的粒径,能够作为各种有机分子的接枝对象,从而得到具有不同功能性的银基纳米材料,可广泛应用于电子产品、家用电器、化妆品、纺织品和医用产品。
11.一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向900-1000份水中加入30-40份天然有机染料,然后用20-24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至8-12,接着在60-70℃下以100-200r/min转速搅拌20-40min,
经过滤后取滤液,得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的染料溶液中加入0.1-0.2份硝酸银、0.5-1份功能化纳米银,以100-200r/min转速搅拌20-40min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释4-8倍后调节ph值至7-9,然后将织物按浴比1g:(15-30)ml浸入稀释后的染液,在70-90℃下以80-120r/min转速搅拌40-60min后,将织物取出脱水至含水量18-24wt%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
12.所述天然有机染料为类胡萝卜素类染料、醌类染料、二酮类染料、吲哚类染料、生物碱类染料中的一种。
13.植物染料,顾名思义,是从植物中提取出的用于织物染色的染料。20世纪初,自化学合成染料问世,因合成染料优异的染色性能、众多的品种和廉价的成本,使植物染料逐渐地退出了染料市场。近年以来,随着人们环保意识的增强,开始逐渐认识到,化学合成染料对人体的健康和环境产生严重的损害和破坏,于是人们又重新提及植物染料。但是天然植物染料在染色时普遍存在着上染率低等问题。在植物染料染色过程中,对于染色性能不佳的织物,可通过加入铜,铬,铁,铝等金属离子作为媒染剂,提高上染率,但一些重金属会对人体造成伤害,对环境造成污染,不符合生态纺织品的要求,因此,在纺织品整理过程中限制使用。
14.而纳米银具有极强的抑菌性和抗辐射作用,并且不会对人体造成危害,此外,纳米银对于含羧基、羟基、氨基的有机分子具有极强的吸附性,银离子极易取代羧基、羟基、氨基中的氢离子,从而实现有机分子的固载,另一方面,纳米银极小的尺寸使得其能够轻易进入衣物纤维内部,不易脱落。本发明采用制得的功能化纳米银固载天然有机染料,并在较高温度下用其对织物进行染色,利用高温使纤维膨胀,固载天然有机染料的纳米银能够轻易的进入织物纤维内部,大大增加了织物的色牢度,并赋予织物抑菌和抗辐射性能。
15.本发明有益技术效果:(1)本发明以桑葚为植物提取液原料,以发酵的方式将桑葚中蕴含的淀粉、蛋白质等分解成具有还原性的葡萄糖和氨基酸,能够进一步增加桑葚提取液的还原能力,增加了还原纳米银的量并提升了还原速率。
16.(2)本发明对桑葚发酵后的滤液进行煮沸处理,从而消灭发酵菌并使未分解的蛋白质沉淀,提升了桑葚提取液的纯净度,从而提升了还原出的纳米银的纯度。
17.(3)本发明将制得的功能化纳米银应用于织物染色中,大大增加了织物的色牢度,并赋予织物抑菌和抗辐射性能。
具体实施方式
18.实施例中物质来源:桑葚,采购自当地超市。
19.马克斯克鲁维酵母,kluyveromyces marxianus,菌株编号:cicc 1276,采购自中国工业微生物保藏管理中心。
20.鼠李糖乳杆菌,lactobacillus plantarum subsp. plantarum,菌株编号:cicc 10345,采购自中国工业微生物保藏管理中心。
21.栀子黄,cas号:1934-20-9,货号:zd2018-088,河南中大恒源生物科技股份有限公
司。
22.杨梅黄,货号:lbh2633,上海一基实业有限公司。
23.姜黄素,货号:jhs01,西安昊宇康泽生物科技有限公司实力工厂。
24.靛蓝,货号:xr-090,天津市祥瑞染料有限公司。
25.茜草根红、黄柏采用水提法制备,制备方法如下:取30g茜草根或黄柏皮加入1l水中,煮沸60min,过滤、取滤液干燥,分别得到所述茜草根红、黄柏。
26.应用例所用织物为精硫棉纱布,19g/m2,货号:20133,采购自保定市清苑区康奇棉织厂。
27.实施例1一种功能化纳米银的合成方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,将15份洗净的桑葚、15份水混合,以3000r/min转速均质15min,得到桑葚浆;(2)按质量份计,将15份桑葚浆、15份水混合均匀,经10μm孔径的滤膜过滤,得到滤液;(3)按质量份计,将6份步骤(2)制得的滤液与4份含银前驱体溶液混合,用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph至8,以180r/min转速搅拌并置于氙灯下反应20min,光照强度为500w,反应温度为45℃,得到纳米银溶胶;(4)以6000r/min转速离心步骤(3)制得的纳米银溶胶8min,取沉淀用无水乙醇和丙酮分别洗涤三次,干燥后,得到功能化纳米银。
28.所述含银前驱体溶液为0.005mol/l的硝酸银水溶液。
29.实施例2一种功能化纳米银的合成方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,将15份洗净的桑葚、15份水混合,以3000r/min转速均质15min,得到桑葚浆;(2)按质量份计,将0.1份发酵菌、15份桑葚浆、15份水混合均匀,22℃下密封发酵7天,经10μm孔径的滤膜过滤,得到滤液;(3)按质量份计,将6份步骤(2)制得的滤液与4份含银前驱体溶液混合,用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph至8,以180r/min转速搅拌并置于氙灯下反应20min,光照强度为500w,反应温度为45℃,得到纳米银溶胶;(4)以6000r/min转速离心步骤(3)制得的纳米银溶胶8min,取沉淀用无水乙醇和丙酮分别洗涤三次,干燥后,得到功能化纳米银。
30.所述发酵菌由马克斯克鲁维酵母、鼠李糖乳杆菌按质量比3:1混合而成。
31.所述含银前驱体溶液为0.005mol/l的硝酸银水溶液。
32.实施例3一种功能化纳米银的合成方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,将15份洗净的桑葚、15份水混合,以3000r/min转速均质15min,得到桑葚浆;(2)按质量份计,将0.1份发酵菌、15份桑葚浆、15份水混合均匀,22℃下密封发酵7天,经10μm孔径的滤膜过滤,得到滤液;
(3)将步骤(2)制得的滤液煮沸8min,然后再经5μm孔径的滤膜过滤,得到植物提取液;(4)按质量份计,将6份步骤(3)制得的植物提取液与4份含银前驱体溶液混合,用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph至8,以180r/min转速搅拌并置于氙灯下反应20min,光照强度为500w,反应温度为45℃,得到纳米银溶胶;(5)以6000r/min转速离心步骤(4)制得的纳米银溶胶8min,取沉淀用无水乙醇和丙酮分别洗涤三次,干燥后,得到功能化纳米银。
33.所述发酵菌由马克斯克鲁维酵母、鼠李糖乳杆菌按质量比3:1混合而成。
34.所述含银前驱体溶液为0.005mol/l的硝酸银水溶液。
35.实施例4一种功能化纳米银的合成方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,将15份洗净的桑葚、15份水混合,以3000r/min转速均质15min,得到桑葚浆;(2)按质量份计,将0.1份发酵菌、15份桑葚浆、15份水混合均匀,22℃下密封发酵7天,经10μm孔径的滤膜过滤,得到滤液;(3)将步骤(2)制得的滤液煮沸8min,然后再经5μm孔径的滤膜过滤,得到植物提取液;(4)按质量份计,将6份步骤(3)制得的植物提取液与4份含银前驱体溶液混合,用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph至8,以180r/min转速搅拌并置于氙灯下反应20min,光照强度为500w,反应温度为45℃,得到纳米银溶胶;(5)以6000r/min转速离心步骤(4)制得的纳米银溶胶8min,取沉淀用无水乙醇和丙酮分别洗涤三次,干燥后,得到功能化纳米银。
36.所述发酵菌为马克斯克鲁维酵母。
37.所述含银前驱体溶液为0.005mol/l的硝酸银水溶液。
38.实施例5一种功能化纳米银的合成方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,将15份洗净的桑葚、15份水混合,以3000r/min转速均质15min,得到桑葚浆;(2)按质量份计,将0.1份发酵菌、15份桑葚浆、15份水混合均匀,22℃下密封发酵7天,经10μm孔径的滤膜过滤,得到滤液;(3)将步骤(2)制得的滤液煮沸8min,然后再经5μm孔径的滤膜过滤,得到植物提取液;(4)按质量份计,将6份步骤(3)制得的植物提取液与4份含银前驱体溶液混合,用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph至8,以180r/min转速搅拌并置于氙灯下反应20min,光照强度为500w,反应温度为45℃,得到纳米银溶胶;(5)以6000r/min转速离心步骤(4)制得的纳米银溶胶8min,取沉淀用无水乙醇和丙酮分别洗涤三次,干燥后,得到功能化纳米银。
39.所述发酵菌为鼠李糖乳杆菌。
40.所述含银前驱体溶液为0.005mol/l的硝酸银水溶液。
41.应用例1一种织物染色方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后取滤液,得到染料溶液;(2)按质量份计,将步骤(1)得到的染料溶液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
42.所述天然有机染料为类胡萝卜素类染料-栀子黄。
43.应用例2一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银,以180r/min转速搅拌30min,得到银离子染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的银离子染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
44.所述天然有机染料为类胡萝卜素类染料-栀子黄。
45.应用例3一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银、0.6份功能化纳米银,以180r/min转速搅拌30min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
46.所述天然有机染料为类胡萝卜素类染料-栀子黄。
47.所述功能化纳米银采用实施例3的制备方法制备而成。
48.应用例4一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银、0.6份功能化纳米银,以180r/min转速搅拌30min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
49.所述天然有机染料为类黄酮类染料-杨梅黄。
50.所述功能化纳米银采用实施例3的制备方法制备而成。
51.应用例5一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银、0.6份功能化纳米银,以180r/min转速搅拌30min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
52.所述天然有机染料为醌类染料-茜草根红。
53.所述功能化纳米银采用实施例3的制备方法制备而成。
54.应用例6一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银、0.6份功能化纳米银,以180r/min转速搅拌30min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
55.所述天然有机染料为二酮类染料-姜黄素。
56.所述功能化纳米银采用实施例3的制备方法制备而成。
57.应用例7一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银、0.6份功能化纳米银,以180r/min转速搅拌30min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
58.所述天然有机染料为吲哚类染料-靛蓝。
59.所述功能化纳米银采用实施例3的制备方法制备而成。
60.应用例8一种功能化纳米银的应用方法,包括以下步骤:(1)按质量份计,向960份水中加入40份天然有机染料,然后用24wt%的氢氧化钠水溶液调节ph值至10,接着在65℃下以180r/min转速搅拌30min,经过滤后得到染料溶液;
(2)按质量份计,向步骤(1)得到的提取物溶液中加入0.15份硝酸银、0.6份功能化纳米银,以180r/min转速搅拌30min,得到纳米银染液;(3)按质量份计,将步骤(2)得到的纳米银染液稀释6倍后调节ph值至8,然后将织物按浴比1g:20ml浸入稀释后的染液,在80℃下以100r/min转速搅拌50min后,将织物取出脱水至含水量20%,再经两次水洗、烘干后,得到染色后的织物。
61.所述天然有机染料为生物碱类染料-黄柏。
62.所述功能化纳米银采用实施例3的制备方法制备而成。
63.测试例1抑菌效果试验:将大肠杆菌escherichia coli(atcc 11229)、金黄色葡萄球菌staphylococcus aureus(atcc 6538)接种至lb液体培养基,28℃培养至对数期(od
600
=1.0)后,将菌液稀释至1
×
106cfu/ml。取100μl菌液均匀涂布于lb固体培养基,再向培养基上小心放置牛津杯(杯外径8mm),依次向1-6号牛津杯中加入20μl功能化纳米银溶液和生理盐水(对照组),所述功能化纳米银溶液为1mg实施例1-5制得的功能化纳米银和1l的生理盐水混合而成的均匀溶液。将培养皿于置于恒温培养箱中,28℃培养24h。通过十字交叉法分别测量大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的1-6号抑菌圈直径,根据结果研究分析实施例1-5制得的功能化纳米银和生理盐水的抑菌活性。
64.所述lb液体培养基的制备方法如下:量取100ml蒸馏水,用分析电子天平分别称取1g胰蛋白胨、0.5g酵母粉和1g氯化钠,将以上称取的试剂加入蒸馏水中混匀后,于高温高压蒸汽灭菌锅中121℃,15min灭菌后待用。
65.所述lb固体培养基的制备方法如下:量取100ml蒸馏水,用分析电子天平分别称取1.5g琼脂粉、1g胰蛋白胀、0.5g酵母粉和1g氯化钠,将以上称取的试剂加入蒸馏水中混匀后,于高温高压蒸汽灭菌锅中121℃,15min灭菌后,待培养基温度冷却至60℃,在无菌环境下倒入一次性培养皿中,每个培养皿倒入15ml培养基,充分凝固后,备用。
66.表1:功能化纳米银抑菌效果试验结果由表1可以看出实施例3抑菌圈的直径最大,表明其制得的功能化纳米银对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有最佳的抑菌效果,这是由于本发明对桑葚进行发酵处理,将桑葚中
蕴含的淀粉、蛋白质等分解成具有还原性的葡萄糖和氨基酸,能够进一步增加桑葚提取物的还原能力。再进一步的,本发明对桑葚发酵后的滤液进行煮沸处理,其能够使得蛋白质变性,从而消灭发酵菌并使未分解的蛋白质沉淀,消除发酵菌易富集银离子,造成还原出的纳米银团聚、粒径变大的影响;另一方面,蛋白质能够螯合金属离子,发酵过程中未分解的蛋白质螯合桑葚所含有的微量矿物元素,如锌、铁、钙、锰等,随着蛋白质的变性沉淀,这些矿物元素也随之沉淀,分离得到的滤液更为纯净,提高了所获得功能化纳米银的纯度。从而导致所制得的功能化纳米银具有优良的表面效应,提升了其抑菌性能。实施例2相较于实施例3,其抑菌圈直径减小,表明其制得的功能化纳米银抑菌性能下降。这是由于实施例2没有对发酵后的滤液进行煮沸,滤液中存在大量的植物蛋白和发酵菌,影响了还原出的功能化纳米银的粒径和产率;桑葚所含有的微量矿物元素,如锌、铁、钙、锰等更是会影响生成的功能化纳米银的纯度。实施例1相较于实施例2,其抑菌圈直径进一步减小,表明其制得的功能化纳米银抑菌性能再次降低。这是由于发酵过程中产生的水溶性氨等能够螯合银离子的物质,其对于功能化纳米银的表面性质具有调控作用,降低了还原出的功能化纳米银的粒径,提升了功能化纳米银的表面能。实施例4和实施例5单独采用发酵菌马克斯克鲁维酵母或鼠李糖乳杆菌发酵得到的植物提取液,其抑菌圈直径相较于实施例3略微下降,我们推测这是由于马克斯克鲁维酵母能够分解纤维素产生的多糖和植物原料溶出的水果多糖,产生酸性物质、芳香物质及多种酶,虽然其分解纤维素产生的多糖有利于增加还原纳米银的产量,但是其产生的酸性物质和芳香物质对于纳米银的形貌及粒径影响较大,从而导致所获得的功能化纳米银抑菌性能下降。而鼠李糖乳杆菌发酵多种单糖(葡萄糖、阿拉伯糖、麦芽糖等)产生乳酸,还能产生少量的水溶性氨,乳酸分子上的羧基和水溶性氨都具有良好的银离子螯合能力,能够很好的调控还原出的纳米银的形貌及尺寸,从而提升其抑菌性能,但是其消耗了还原糖,降低了功能化纳米银的产率。因此,马克斯克鲁维酵母和鼠李糖乳杆菌共同发酵即提高了功能化纳米银的产量,也提升了所制得的纳米银的抑菌性能。
67.测试例2对应用例1-8所制备的染色后的织物进行耐摩擦色牢度试验,参照gb/t 3920-2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》标准,以常州第二纺织机械厂生产的,型号为y517b的摩擦色牢度仪为试验仪器,试样尺寸为50mm
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150mm,干湿试验各一次,评定沾色用灰卡参照gb/t 251-2008《纺织品 色牢度试验 评定沾色用灰色样卡》;结果见表2:表2:染色后织物的耐摩擦色牢度试验结果
由表2可以看出,应用例1直接采用姜黄素对织物进行染色,其色牢度极差,而应用例2染色过程中加入硝酸银,利用银离子螯合染料分子和织物,一定程度上提升了织物的色牢度,但是效果并不明显。进一步的,应用例3采用硝酸银和本发明所制得的功能化纳米银协同助力染色,染色后的织物显示出了极佳的色牢度。这是由于纳米银对于含羧基、羟基、氨基的有机分子具有极强的吸附性,银离子极易取代羧基、羟基、氨基中的氢离子,从而实现有机分子的固载,另一方面,纳米银极小的尺寸使得其能够轻易进入衣物纤维内部,不易脱落。本发明采用制得的功能化纳米银固载天然有机染料,并在较高温度下用其对织物进行染色,利用高温使纤维膨胀,固载天然有机染料的纳米银能够轻易的进入织物纤维内部,大大增加了织物的色牢度。
68.应用例3采用类胡萝卜素类染料-栀子黄配合硝酸银和本发明所制得的功能化纳米银;应用例4采用类黄酮类染料-杨梅黄;应用例5采用醌类染料-茜草根红;应用例6采用类胡萝卜素类染料-姜素黄;应用例7采用吲哚类染料-靛蓝;应用例8采用生物碱类-黄柏。从色牢度对比可以看出类胡萝卜素类染料和生物碱类染料其染色后织物的色牢度等级最高,这表明类胡萝卜素类染料和生物碱类染料和功能化纳米银的螯合能力最强,由于多酚含有酚羟基,类胡萝卜素含有羧基,生物碱含有氨基,这也间接证明了测试例1中发酵过程中马克斯克鲁维酵母和鼠李糖乳杆菌发酵产物对功能化纳米银抑菌性能的影响。
再多了解一些

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