Page 90 - 《精细化工》2021年第10期
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·2020·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            凹凸棒石的一维棒晶可实现氧化锌和氧化铜纳米粒                             1   实验部分
            子的均匀负载，增加抗菌活性单元氧化铜和氧化锌
            与细菌的接触面积，进而达到协同抗菌的目的                      [4-6] 。  1.1   试剂与仪器
                                                                   凹凸棒石产自江苏黄泥山，经凹凸棒石与蒸馏
            采用溶胶-凝胶法、微波辅助水热法和煅烧法可制备
            各种形貌的氧化锌/凹凸棒石纳米复合材料                   [7-9] ，同时    水固液质量比 1∶10 时采用相对于凹凸棒石质量 2%
                                                               的硫酸酸化提纯，过 400 目筛。香芹酚和肉桂醛，AR，
            结合表面 Zeta 电位调节，可进一步提升复合材料的
                     [9]
            抗菌活性 。此外，在二元复合材料制备基础上，                             上海麦克林生化科技有限公司；十六烷基三甲基溴化
                                                               铵（CTAB），AR，天津科密欧化学试剂有限公司；乙
            利用凹凸棒石棒晶负载铜-锰氧化物可实现凹凸棒
            石三元复合抗菌材料的构筑             [10] 。                    醇，AR，利安隆博华（天津）医药化学有限公司。
                                                                   Thermo Nicolet 6700 傅里叶变换红外光谱仪，
                 植物精油是一种广谱、高效的天然抗菌活性物
                                                               美国 Thermo Fisher 公司；X'pert PRO X 射线衍射仪，
            质，研究发现植物精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球
                                                               荷兰 Almelo 公司；JSM-6701F 场发射扫描电子显微
            菌、枯草芽孢杆菌和伤寒沙门氏菌等均具有较强抑                             镜，日本 JEOL 公司；STA8000 同步热分析仪，美国
            菌活性    [11-12] 。但大多数精油分子存在挥发性高、分
                                                               Perkin Elmer 公司；ZEN3600 纳米粒度及 Zeta 电位分
            子结构对环境敏感和耐热性差等缺点，很容易失活
                                                               析仪，英格兰 Malvern 公司，D600 数码照相机，日本
            而丧失抗菌活性，其应用受到一定的限制。为此，                             Nikon 公司；APV1000 高压均质机，德国 APV 公司。
            LEI 等 [13] 采用离子交换法构筑了凹凸棒石/姜精油纳
                                                               1.2   植物精油/凹凸棒石复合材料的制备
            米杂化抗菌材料，姜精油会进入凹凸棒石的孔道结
                                                                   在 2 个 1 L 烧杯中同时配制 300 mL 无水乙醇与
            构，复合物对大肠杆菌的抑制具有协同效应。                               蒸馏水体积比为 1∶1 的混合溶剂，在搅拌速率
            ZHONG 等   [14] 采用机械力化学法构筑了香芹酚/凹凸                   500 r/min 下，分别加入相对于混合溶剂质量 10%的
            棒石复合材料，证明香芹酚分子可以进入凹凸棒石                             凹凸棒石、混合溶剂体积 10%的香芹酚和肉桂醛，
            孔道形成稳定的杂化材料。但是，采用机械力化学                             然 后 分别加入 相对于凹凸 棒石质量 0.0625%、
            法制备凹凸棒石有机/无机杂化材料会损伤凹凸棒                             0.125%、0.25%、0.5%、1%、1.5%和 2.5%的 CTAB，
            石的棒状形貌，杂化材料的抗菌性能受限。                                搅拌 30 min 后将悬浮液在均质压力 30 MPa 下进行
                 高压均质机是物料在高速流动时产生剪切效                           均质处理，再经 4500 r/min 离心分离后，在 105  ℃
            应、高速喷射时产生撞击作用、瞬间强大压力降低                             烘 6 h，研磨后过 200 目筛，备用。
            时产生空穴效应的设备。高压均质处理凹凸棒石不                             1.3   结构表征
            仅可以解离凹凸棒石棒晶束，而且可以显著提升改                                 采用溴化钾压片法对样品进行 FTIR 测试。XRD
            性效率    [15-16] 。为此，本研究采用高压均质辅助构筑                   测定采用 Cu-K α 辐射，电压 40 kV，电流 30 mA，
            了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）改性香芹酚/凹                           扫描范围：3°~80°，扫描速度 2(°)/min。SEM 测定
            凸棒石和肉桂醛/凹凸棒石复合抗菌材料，以期在提升                           是将样品分散到无水乙醇与水体积比 1∶1 的混合溶
            构筑效率的同时，利用 CTAB 的阳离子属性对植物精                         剂中，超声处理 30 min，然后将悬浮液用吸管滴在
            油/凹凸棒石复合材料的表面电位进行调控，进而制备                           事先处理干净的铜柱表面，置于 60  ℃烘箱 10 min，
            具有表面带正电荷的阳离子型凹凸棒石复合抗菌材                             喷金 60 s 后直接观察，加速电压 5.0 kV。Zeta 电位
            料。香芹酚、肉桂醛和 CTAB 的分子结构如图 1 所示。                      测定采用纳米粒度及 Zeta 电位分析仪测定，用 633 nm
                                                               He-Ne 激光辐射，水溶液 pH 为 6.8。
                                                               1.4   抗菌性能测试
                                                                   植物精油/凹凸棒石复合材料抗菌性能评价采
                                                               用最小抑菌浓度法（MIC）            [10] ，实验用标准菌株金
                                                               黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus，ATCC
                                                               25923）和大肠埃希菌（Escherichia coli，E. coli，ATCC
                                                               25922）来源于兰州大学第二医院检验医学中心，待
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                                                               测样琼脂平板点种 1  μL 含菌量约为 1×10  CFU/mL
                                                               的菌悬液，37  ℃培养 24 h 观察菌落生长情况。


                                                               2   结果与讨论

                  图 1   香芹酚、肉桂醛和 CTAB 的分子结构
            Fig. 1    Molecular structure  of carvacrol, cinnamaldehyde   2.1  FTIR 分析
                   and CTAB                                        图 2 为不同用量 CTAB 改性香芹酚/凹凸棒石和
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