本发明涉及一种石墨烯复合银、铜、锌、铂等金属的复合材料及其制备方法，具体涉及种抗菌抗病毒材料的制备方法及其产品和应用，高温灼烧法制备石墨烯复合银、铜、锌、金、铂等金属的复合材料。
背景技术：
新冠病毒肆虐全球，抗菌抗病毒材料再次成为新材料研究和应用热点之一。抗菌抗病毒材料包括天然材料、有机材料、无机材料等，其中，有机抗菌材料的主要品种有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等，这些有机材料性能较为稳定，毒副作用较低，对人体刺激小。目前，添加有机抗菌材料的塑料制品成为发展热点，常用于家电、食品包装等领域。无机抗菌抗病毒材料的代表是二氧化钛、磷酸钙、碳纳米管和石墨烯材料等。对于抗菌效果而言，重金属离子的抗菌效果最佳。金属离子可以破坏细菌主体结构，还能与蛋白质中的巯基发生反应，或通过置换酶中的金属离子使大多数酶失活，因此可对细菌、病毒、真菌起到有效的抑制作用，抗菌效果可达99%以上，抗菌理化性质稳定。从安全性等多种角度来看，金属离子的选择顺序为ag>co>ni>al>zn>cu=fe>mn>sn>ba>mg>ca，目前应用最广泛的是ag系、cu系和zn系，通常通过添加纳米粒子或添加离子的方式加入到陶瓷、涂料、纺织物中。
但是，目前抗菌抗病毒材料存在性能参差不齐，应用成本过高的问题。因此，开发设计新的广谱高效、低成本、低风险和简单易得的抗菌抗病毒成分就显得尤为重要。金属和碳纳米材料凭借其合成简单、结构性能高度可调、抗菌性能优异等特性已经被广泛的应用到抗菌抗病毒领域。石墨烯及其衍生物作为一类重要的新兴二维多功能纳米材料，以其优异的广谱抗菌抗病毒能力、不会诱导细菌产生耐药性、制备工艺简单、较好的生物相容性等优点，相对于传统抗菌抗病毒成分，在生物医学、家居纺织、建筑工程等领域均表现出良好的应用潜力。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种抗菌抗病毒材料的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的抗菌抗病毒材料产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种抗菌抗病毒材料的制备方法，将金属离子通过高压气流的方式嵌入石墨中，在氮气氛围下高温灼烧制备表面修饰金属材料的结构，同时实现剥离石墨片层成为多层石墨烯，最终制备金属材料修饰的石墨烯材料，包括如下步骤：
（1）金属离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为1-10%，然后加入质量浓度为1-5%离子液体、质量浓度为10-20%金属盐和质量浓度为20-60%成核引导剂，其中，所述的离子液体为至少包括1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、乙基三苯基碘化膦、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、异丙基三苯基碘化膦中的一种；容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500℃灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
在上述方案基础上，所述的金属盐至少包括硝酸银、硫酸锌、硫酸铜、氯化锌、氯化铜、高氯酸金、氯铂酸的一种或几种。
在上述方案基础上，所述的成核引导剂为氯化钠、氯化钾、柠檬酸钠、酒石酸钠、氯化锂的一种或几种。
本发明还提供了一种抗菌抗病毒材料，根据上述任一所述方法制备得到。
本发明也提供了一种抗菌抗病毒材料在制备抗菌抗病毒材料中的应用。
本发明可以用于制备多层石墨烯，同时在石墨烯表面可以修饰功能性化合物。本发明的复合粉体包含了石墨烯、金属等多种抗菌抗病毒材料，具有高效复合的效果，抗菌抗病毒效果较高。本发明制备过程简单、反应易控制，稳定性好、可产业化，在抗病毒领域具有广泛的推广前景。
附图说明
图1为实施例1的复合材料的材料微观结构图；
图2为实施例2的复合材料的材料微观结构图；
图3为实施例3的复合材料的材料微观结构图；
图4为实施例4的复合材料的材料微观结构图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。
实施例1
一种抗菌抗病毒材料，将金属离子通过高压气流的方式嵌入石墨中，在氮气氛围下高温灼烧制备表面修饰金属材料的结构，同时实现剥离石墨片层成为多层石墨烯，最终制备金属材料修饰的石墨烯材料，按如下步骤制备：
（1）锌离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为10%，然后加入质量份数为5%离子液体1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、质量份数为20%金属盐氯化锌和质量份数为60%成核引导剂柠檬酸钠，容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500℃灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
材料微观结构如图1所示，材料对大肠杆菌的抗菌效率为99.4%，对h1n1的抗病毒效率为93.6%。
实施例2
一种抗菌抗病毒材料，与实施例1近似，按如下步骤制备：
（1）银锌离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为10%，然后加入质量份数为5%的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、质量份数为10%的金属盐氯化锌和质量份数为10%的金属盐硝酸银，质量份数为50%的成核引导剂柠檬酸钠和质量份数为10%的成核引导剂氯化钠，容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料。将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500度温度下，灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
材料微观结构如图2所示，材料对大肠杆菌的抗菌效率为99.9%，对h1n1的抗病毒效率为98.1%。
实施例3
一种抗菌抗病毒材料，与实施例1近似，按如下步骤制备：
（1）银锌铜离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为10%，然后加入质量份数为5%的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、质量份数为10%的金属盐氯化锌和质量份数为5%的金属盐硝酸银和质量份数为5%的金属盐硫酸铜，质量份数为50%的成核引导剂柠檬酸钠和质量份数为10%的成核引导剂氯化钠，容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时。将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500度温度下，灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
材料微观结构如图3所示，材料对大肠杆菌的抗菌效率为99.9%，对h1n1的抗病毒效率为99.6%。
实施例4
一种抗菌抗病毒材料，与实施例1近似，按如下步骤制备：
（1）金嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为5%，然后加入质量份数为5%的乙基三苯基碘化膦、质量份数为10%的金属盐高氯酸金、质量份数为20%的成核引导剂酒石酸钠和质量份数为10%的成核引导剂氯化锂。容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料。将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500度温度下，灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
材料微观结构如图4所示，材料对大肠杆菌的抗菌效率为99.1%，对h1n1的抗病毒效率为96.3%。
1.一种抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于，将金属离子通过高压气流的方式嵌入石墨中，在氮气氛围下高温灼烧制备表面修饰金属材料的结构，同时实现剥离石墨片层成为多层石墨烯，最终制备金属材料修饰的石墨烯材料，包括如下步骤：
（1）金属离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为1-10%，然后加入质量浓度为1-5%离子液体、质量浓度为10-20%金属盐和质量浓度为20-60%成核引导剂，其中，所述的离子液体为至少包括1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、乙基三苯基碘化膦、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、异丙基三苯基碘化膦中的一种；容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500℃灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
2.根据权利要求1所述抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于所述的金属盐为至少包括硝酸银、硫酸锌、硫酸铜、氯化锌、氯化铜、高氯酸金、氯铂酸中一种或几种。
3.根据权利要求1所述抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于所述的成核引导剂为氯化钠、氯化钾、柠檬酸钠、酒石酸钠、氯化锂中一种或几种。
4.根据权利要求1至3任一项所述抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于按如下步骤制备：
（1）锌离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为10%，然后加入质量份数为5%离子液体1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、质量份数为20%金属盐氯化锌和质量份数为60%成核引导剂柠檬酸钠，容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500℃灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
5.根据权利要求1至3任一项所述抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于按如下步骤制备：
（1）银锌离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为10%，然后加入质量份数为5%的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、质量份数为10%的金属盐氯化锌和质量份数为10%的金属盐硝酸银，质量份数为50%的成核引导剂柠檬酸钠和质量份数为10%的成核引导剂氯化钠，容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料。将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500度温度下，灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
6.根据权利要求1至3任一项所述抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于按如下步骤制备：
（1）银锌铜离子嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为10%，然后加入质量份数为5%的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、质量份数为10%的金属盐氯化锌和质量份数为5%的金属盐硝酸银和质量份数为5%的金属盐硫酸铜，质量份数为50%的成核引导剂柠檬酸钠和质量份数为10%的成核引导剂氯化钠，容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时。将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料：将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500度温度下，灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
7.根据权利要求1至3任一项所述抗菌抗病毒材料的制备方法，其特征在于按如下步骤制备：
（1）金嵌入石墨：将石墨粉置于水中，装入不锈钢的反应容器中，石墨粉的质量浓度为5%，然后加入质量份数为5%的乙基三苯基碘化膦、质量份数为10%的金属盐高氯酸金、质量份数为20%的成核引导剂酒石酸钠和质量份数为10%的成核引导剂氯化锂。容器内通入高速的空气流，使得反应容器中的气体压力为3个大气压，强烈搅拌4小时，将所得产物洗涤、烘干；
（2）高温灼烧制备石墨烯复合材料。将步骤1中的产物在氮气气氛中，在1100-1500度温度下，灼烧24小时，从而可得到高效抗菌抗病毒的复合粉。
8.一种抗菌抗病毒材料，其特征在于根据权利要求1-7任一所述方法制备得到。
9.一种根据权利要求8所述抗菌抗病毒材料在制备抗菌抗病毒材料中的应用。
技术总结