论文部分内容阅读
银纳米粒子是一种重要的贵金属纳米材料,它作为一种新兴的功能材料得到了广泛的研究和应用,特别是在表面增强拉曼散射、生物传感器和催化材料等领域表现出很好的应用。银纳米粒子同时也是一种高效、安全、持久的金属抑菌剂,一般来说银纳米粒子尺寸越小,分散性越好,其所发挥出的抑菌性能就越好。将其与其他载体材料复合,不仅可以大大改善银纳米粒子的分散性,从而增强了其抑菌性能,还能起到固定银纳米粒子的作用,从而起到长效抑菌的作用。为了达到这个效果,我们一方面可以通过提高银粒子的负载分散性和均匀性,选择合适的粒径大小来实现,另一方面可以通过选择大比表面积且性质稳定的载体来实现。本文采用氧化石墨烯和活性炭这两种碳材料作为载体材料。因为氧化石墨烯不仅具有巨大的比表面积、稳定的化学性质,氧化石墨烯表面的官能团还能够起到锚定金属前驱物的作用;而活性炭因其丰富的孔隙结构而具有良好的吸附性能,且制备容易,价格低廉,其表面可被氧化处理而使其表面产生含氧官能团,使其成为合适的载体之一。 本文首先对原始的氧化石墨烯和进行过氢等离子体预处理的还原氧化石墨烯两种材料进行银前驱体的负载,然后再分别利用低温氢等离子体和化学还原法对银前驱体进行原位还原,利用多种手段进行表征,并对样品进行针对大肠杆菌的抑菌测试实验,发现氢等离子体有很好的还原效果,利用等离子体法制备的复合材料银纳米粒子分布均匀,粒径小,普遍在2 nm左右,并表现出更强的抑菌性能。 本文分别通过氧等离子体处理和化学氧化法对活性炭表面进行含氧官能团的引入,再进行银前驱体的负载,然后再利用低温氢等离子体对银前驱体进行原位还原,利用多种手段进行表征,并对样品进行针对大肠杆菌的抑菌测试实验,发现氧等离子体可以在不破坏载体的情况下很好的引入含氧官能团,这样可以保留活性炭的高吸附能力,且通过氢等离子体还原后活性炭表面的银纳米粒子分布均匀,粒径较小,同样表现出更强的抑菌性能。 本文还利用等离子体调节参数丰富的特点,对载银氧化石墨烯和载银活性炭两种复合材料的制备都进行了不同等离子体参数的实验,结果表明当处理时间为30 min,放电电压为5 kV,射频功率为100 W时,处理效果最好,两种样品都表现出最强的抑菌性能。 通过对这两种复合材料的制备和研究,表明低温等离子体不仅能够有效的还原负载在载体上的银粒子,且分散性好,而且不会引入污染物,对载体没有破坏作用。抑菌实验也表明通过放电处理抑菌性能有显著的提高。