绿色多酸新功能的开发是其应用中追求的主要目标之一。在Keggin结构取代型的杂多钨酸盐中，取代金属离子位于类卟啉环境中，比经典酸具有更高的化学活性。具有不同官能团高分子化后的季铵盐吸附菌体及与细胞膜结合能力不同，抗菌性和稳定性也不同。季铵阳离子因含有疏水基团，可与杂多酸阴离子形成盐，成为超分子化合物。杂多酸季铵盐可整体看做是一个有机物和无机物的离子对，季铵阳离子牢固地插入到多酸的体相中。目前将杂多酸（主要为经典多酸）与季铵盐复合超分子化合物主要作为相转移催化剂，较多的应用于烯烃氧化及环氧化体系和醇的氧化体系。为了开发新功能领域，一个可行性的战略就是改善多酸的活性，采用新型缺位取代多酸，将季铵盐赋予不同的官能团，使两者的复合产生高效低毒的抗菌效果，从而开发绿色多酸新的功能领域。 基于上述考虑，依据分子设计思想，将绿色多酸引入带有不同官能团的季铵盐以制备更有效的环境友好型双活性中心高效低毒抗菌剂。缺位取代型杂多酸较高的化学活性，可以加强季铵盐的抗菌性能，从而提升了杂多酸在抗菌材料领域的应用范围。在功能化材料的开发中，材料的高效利用将是一个突破。为了实现这一突破，新材料的抗菌机制是这一设想的核心内容，在其实现的过程中会面临许多挑战，需要攻克几多技术难题，这也是申请者提出该项目的原因。 本项目定位为绿色多酸季铵盐双活性中心抗菌材料的合成及作用机理研究，主要实现多酸功能化领域的开拓。研发具有相对成本较低，环保特性，功能化，绿色多酸季铵盐双活性中心的化合物，对材料进行抗菌测试，建立抗菌基础理论与核心技术。项目的基本目标是合成双活性中心环境友好高效低毒型抗菌剂，研究材料的抗菌性能和作用机理。主要实现如下具体目标： ⑴合成以Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn等为中心原子的新型Keggin结构缺位杂多酸；建立取代元素的变化与多酸活性的关系； ⑵合成乙烯基苄基十二、十四、十六烷基二甲基氯化铵新型高效低毒长链季铵盐； ⑶通过阴离子交换法将杂多阴离子引入季铵阳离子，合成双活性中的复合材料；揭示结构-性能关系的基本规律 ⑷考察复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等菌种的抗菌性能，取得抗菌配方，建立抗菌机制。 技术关键点和难点. 本项目的核心科学问题是双活性中心环保高效抗菌剂抗菌机理的研究，既要研究不同结构的多酸活性规律，又要研究与带有双键的长链季铵盐的复合机理，进而建立复合材料的抗菌机制。主要涉及以下几个关键和难点问题： ⑴如何解决传统方法中杂多酸合成产率较低的问题； ⑵乙烯基苄基长链季铵盐优化合成条件的确定； ⑶如何选择杂多阴离子与季铵盐阴离子的离子交换作用的合成条件。 本项目以钼酸钠为母体，合成了五种Keggin缺体取代型杂多酸盐，与季铵盐反应最终合成了超分子化合物磷钼杂多酸季铵盐。经过红外、热重分析及抗菌性能的测试，结果表明：由红外数据分析表明，本实验合成了Keggin结构缺体取代型杂多酸，并且由缺体取代型杂多酸与季铵盐成功复合得到了杂多酸季铵盐终产物。终产物的失重温度较季铵盐提高了200℃，可见热稳定性明显提高，大大提高了有机铵盐的耐热性，有利于在高温条件下抗菌或抑菌。通过抗菌性能测试，证实了合成的终产物的相对抑菌直径是季铵盐的2～3倍，充分说明了由于缺体取代型杂多酸的引入，季铵盐的抗菌性能提高了2～3倍。有很高的实际应用价值。并且合成的终产物具有杀菌时间短、见效快、抑菌效果持久等优点，从而大大提升了杂多酸与有机铵盐在抗菌材料领域的应用范围，有广阔的发展前景，具有重要的社会、经济价值。 主要创新点：⑴多酸与季铵盐双活性中心的绿色高效抗菌剂的研制；揭示结构-性能关系的基本规律；⑵揭示材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等常见菌种的抗菌性能及作用机理；⑶建立抗菌机制。 项目明确提出了绿色多酸季铵盐双活性中心及其高效低毒的抗菌学术理念。作为一条开发多酸功能化的新途径，本项目研究通过合成不同组成的杂多酸季铵盐成品，揭示结构-性能关系的基本规律；研究在不同条件下材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等常见菌种的抗菌性能及作用机理，摸索规律，建立调控方法、获得抗菌配方。

齐齐哈尔大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。