纳米纤维膜及其制备方法与流程

本申请涉及纳米材料，具体涉及纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术：

1、氧化铈(ceo2)作为一种重要且储量丰富的稀土原料。它具有稳定的萤石立方型晶体结构，并由于其拥有优异的物理化学性质，在近年来备受关注。而随着对ceo2研究的逐步深入，ceo2的纳米颗粒应用也越发广泛，但随之也带来一个问题。当少量或适量的ceo2纳米颗粒作用于皮肤或细胞表面时，因为ceo2的结构表面存在大量的氧空位缺陷，极易发生氧化还原反应从而使铈元素在ce3+和ce4+之间的相互转化，在氧化还原反应的过程中可以起到消除活性氧(ros)的作用，从而对外表现出抗氧化活性；然而当ceo2纳米颗粒的浓度过高以及释放速度过快时，都会让ceo2诱导生物体产生氧化应激反应，在体内生成过量的ros，使得细胞活性降低，甚至导致细胞凋亡，从而对外表现出细胞毒性。ceo2所表现出的抗氧化性和细胞毒性所产生的主要原因都是由于ceo2的ce3+和ce4+之间的相互转换引起的，而同时由于分散性差的原因很难控制好抗氧化性和细胞毒性之间的平衡。所以如果要想让ceo2既具有安全性又具有有效性的应用到化妆品中，还需要对ceo2进行改进。

2、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, pva)是通过聚醋酸乙烯酯醇解制备的生物可降解高分子材料。其价格低廉，耐油、耐溶剂及气体阻隔性能出众。以聚乙烯醇为基底物的静电纺丝主要的优势点有：良好的成纤性和光泽性；成品纤维膜不易积累静电和灰尘；对如o2、co2等的常见气体均有优秀阻隔性；极高的安全性能，与人体皮肤接触安全、无毒、无害；可以溶解在水中有很好的亲水性和生物相容性。目前，有关将氧化铈与聚乙烯醇联用制备复合纳米纤维膜且使所得纤维膜同时具备抗氧化和抑菌活性的研究还少有报道。

技术实现思路

1、基于此，本申请一实施例有必要提供一种纳米纤维膜及其制备方法，同时具备抗氧化和抑菌活性。

2、技术方案包括如下：

3、一种纳米纤维膜，包括氧化铈和聚乙烯醇纤维，所述氧化铈包裹或嵌入在所述聚乙烯醇纤维中。

4、在其中一个实施例中，所述氧化铈为球状，其粒径为250nm-1000nm。

5、在其中一个实施例中，所述氧化铈在所述纳米纤维膜中的质量百分比为0.1%-3%。

6、在其中一个实施例中，所述氧化铈在所述纳米纤维膜中的质量百分比为0.5%-2%。

7、在其中一个实施例中，所述制备方法包括如下步骤：

8、制备聚乙烯醇溶液；

9、将氧化铈和所述聚乙烯醇溶液混合，制备纺丝溶液；以及，

10、将所述纺丝溶液采用静电纺丝技术制备纳米纤维膜。

11、在其中一个实施例中，所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的浓度为5%w/v-8%w/v。

12、在其中一个实施例中，所述纺丝溶液中氧化铈的浓度为0.5%w/w-1.5%w/w。

13、在其中一个实施例中，将聚乙烯醇溶于水中，在80℃-90℃的油浴中搅拌5 h以上，制得所述聚乙烯醇溶液。

14、在其中一个实施例中，氧化铈和聚乙烯醇溶液混合后得到的混合液经超声处理15min-30min后，在400rpm-500rpm的转速下搅拌3h以上，得到所述纺丝溶液。

15、在其中一个实施例中，所述静电纺丝技术的工艺包括：将所述纺丝溶液注入针尖喷头内径为0.15mm-0.25mm，静电纺丝参数为施加电压为10kv-22kv，接收距离为10cm-15cm，溶液流速为0.5ml/h-3ml/h，静电纺丝时间为5h以上。

16、在其中一个实施例中，氧化铈的制备方法包括如下步骤：

17、将铈源、水、醋酸和有机溶剂混合，于160℃-200℃下反应140min-200min；

18、可选地，所述铈源包括六水合硝酸铈，所述有机溶剂包括乙二醇。

19、一种化妆品，包括所述的纳米纤维膜。

20、相对于传统技术，本申请具备如下有益效果：

21、本申请提供的纳米纤维膜，包括氧化铈和聚乙烯醇纤维，且氧化铈包裹或嵌入在所述聚乙烯醇纤维中，纳米纤维膜具有柔性好、孔隙率高、比表面积大的特点，且具有优异的抗氧化性能与抑菌性能。

22、本申请通过将ceo2颗粒直接加入到聚乙烯醇体系中，采用静电纺丝技术制备出纳米纤维膜，所得的纳米纤维膜同时具有抗氧化性能与抑菌性能。

23、（1）与有机聚合物网络结合方法的优化：

24、相比于其他与有机聚合物网络结合方法，在本申请通过静电纺丝技术所制得的产品具有柔性好、孔隙率高、比表面积大的特点，同时静电纺丝技术的优势还表现在其的制备过程条件温和、成本低、产率高可以进行大规模生产等方面。

25、（2）ceo2颗粒选择的优化：

26、与其他的纳米材料一样ceo2颗粒存在有多种不同的形貌，如：立方体、八面体、棒状和球状等。进一步地，本申请选择球状ceo2颗粒使ceo2颗粒能够很好嵌入到pva纤维中，并在发挥功效时快速的释放。经多次试验发现，选用的球状ceo2微米球粒径为250-1000 nm制备纳米纤维膜，使纳米纤维膜同时具有更强的抗氧化性能与抑菌性能。

技术特征：

1.一种纳米纤维膜，其特征在于，包括氧化铈和聚乙烯醇纤维，所述氧化铈包裹或嵌入在所述聚乙烯醇纤维中。

2.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述氧化铈为球状，其粒径为250nm-1000nm。

3.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述氧化铈在所述纳米纤维膜中的质量百分比为0.1%-3%；

4.权利要求1~3任一项所述的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的浓度为5%w/v-8%w/v；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将聚乙烯醇溶于水中，在80℃-90℃的油浴中搅拌5h以上，制得所述聚乙烯醇溶液。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，氧化铈和聚乙烯醇溶液混合后得到的混合液经超声处理15min-30min后，在400rpm-500rpm的转速下搅拌3 h以上，得到所述纺丝溶液。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝技术的工艺包括：将所述纺丝溶液注入针尖喷头内径为0.15mm-0.25mm，静电纺丝参数为施加电压为10kv-22kv，接收距离为10cm-15cm，溶液流速为0.5ml/h-3 ml/h，静电纺丝时间为5h以上。

9.根据权利要求4~8任一项所述的制备方法，其特征在于，氧化铈的制备方法包括如下步骤：

10.一种化妆品，其特征在于，包括权利要求1~3任一项所述的纳米纤维膜。

技术总结本申请涉及纳米纤维膜及其制备方法。纳米纤维膜包括氧化铈和聚乙烯醇纤维，氧化铈包裹或嵌入在聚乙烯醇纤维中，该纳米纤维膜同时具有强的抗氧化性能与抑菌性能。技术研发人员：李晓珍受保护的技术使用者：北京炜烨创新科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13