高杀菌活性AgO多孔球制备及荷正电改性研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhyhh123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有害细菌和病毒等微生物危害公共健康,使得高效广谱杀菌剂的研究成为热点。其中AgO杀菌剂因其杀菌活性强且持久、不易产生抗药性而备受关注。但AgO纳米村料存在颗粒易团聚、比表面积低、带负电性而不能快速吸附细菌等问题,限制其实际应用。将AgO材料制成薄壳层的多孔球并利用荷正电材料对其进行改性使其带正电有望解决上述问题。本课题采用具有还原性的胶体碳球作为模板,研究具有薄壳层的AgO多孔球制备的可行性;在此基础上,以更为稳定的胶体SiO2球为模板,利用强静电吸附结合化学氧化法制备具有高比表面积的薄壳层AgO多孔球;最后采用纳米MgO为荷正电改性剂,制备正电性提升的AgO/MgO/SiO2复合材料,并通过NaOH浸泡方法溶出部分SiO2,使其内部产生更多的孔隙并提高AgO基复合材料的正电性以满足对负电性微生物的快速吸附,从而提高杀菌速度。研究结果表明:以胶体碳球为模板、银氨溶液为银源,采用原位反应制备出Ag纳米颗粒均匀包覆的Ag@C复合前驱体,再通过HCl处理、煅烧除模板和O3氧化制备出AgO多孔球,但该方法所制得的产物比表面积不够理想且制备过程复杂。以较稳定的胶体SiO2球为模板、银氨溶液为银源,利用银氨络离子与SiO2间的强静电吸附作用,在模板表面形成包覆层,通过NaCl处理、O3 氧化和NaOH浸泡除模板成功获得壳层厚度较薄的AgO多孔球。制备过程中,银氨溶液的pH值和除去模板的NaOH浸泡时间影响AgO多孔球的粒度分布和多孔结构稳定性。在银氨溶液浓度为0.15 mol/L、pH值为9、吸附温度40℃、吸附时间16 h 和NaOH浸泡24 h的条件下制得AgO壳层厚度约30 nm、比表面积为30.283 m2/g的AgO多孔球,比胶体碳球模板制备的多孔球比表面积增大约一倍。当制备的AgO多孔球浓度为 5mg/L、与大肠杆菌作用3min时,AgO多孔球显示出强的杀菌活性,其杀菌率可达到99.98%。以纳米MgO为荷正电改性剂、SiO2球为模板、银氨溶液为银源,银氨络离子和Mg2+在SiO2球表面共同吸附,实现均相沉积,对制备的复合沉积物进行O3氧化制备出在pH值7.5以下带正电的AgO/MgO/SiO2复合材料,利用NaOH浸泡去除SiO2模板提高复合材料的比表面积。AgO/MgO/SiO2复合材料在NaOH溶液中浸泡8 h时制备的复合材料的比表面积高达247.760 m2/g,等电点为5.5。未溶出SiO2的AgO/MgO/SiO2复合材料对大肠杆菌已具有强的杀菌活性,材料在浓度低至5 mg/L、作用时间为3 min时达到99.82%的杀菌率。在NaOH溶液中浸泡后,复合材料的比表面积虽然显著提高,但因其等电点降低,使得复合材料的杀菌性能有微弱降低。在同样条件下,复合材料的杀菌率与胶体SiO2模板制得的AgO多孔球相差不大,但贵金属银的用量减少。MgO和SiO2对AgO进行改性可减少AgO使用量并在杀菌环境中使AgO带正电性,在保持AgO多孔球的杀菌活性同时可降低抗菌剂成本。
其他文献
PMMA骨水泥是临床上最常用的骨水泥,在椎体成形术和关节置换术中发挥着至关重要的作用。在临床使用中,常将抗生素与PMMA骨水泥复合以解决术后感染的问题,然而其无法根据炎症情况控制药物的释放。因此,本研究基于分散共聚法制备出具有pH响应释药性能的聚(甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸二甲氨乙酯)[P(H-D)]改性PMMA基复合骨水泥,期望通过响应炎症的酸性环境pH值进行药物控释。研究了 pH响应单体(甲
学位
双相ADI(Dual Phase ADI)是将一定成分的球铁加热到共析两相区保温后,进行等温淬火热处理,获得组织为先共析铁素体和奥铁体的球铁,目前广泛应用于对尺寸精度要求较高的零件等。一方面,双相ADI的性能受球铁基材的影响,普通砂型铸件易产生夹砂、缩松、缩孔等缺陷,而水平连铸球铁型材由于技术特点能够避免这类缺陷,尤其是其组织细密,性能优异,能得到高质量的基材。另一方面,在制备双相ADI的过程中,
学位
陶瓷气凝胶是一种纳米单元构筑的多孔材料,具有低密度、高孔隙率、高比表面积和低热导率等特性,在航空航天领域受到越来越多的关注,可应用于火箭发动机高温燃气系统隔热材料和航天器电路/燃气管路隔热毡等。现有的陶瓷气凝胶,如SiO2、ZrO2、Al2O3和碳气凝胶等,存在强度低、力学稳定性差的问题。本文提出了以聚碳硅烷(PCS)转化SiC陶瓷作为碳纤维(Cf)的粘结剂以提高气凝胶的强度,阐明了聚合物转化Si
学位
报纸
天然生物陶瓷通常具有轻量化、强度与韧性兼具等优点,学习并探究其多级微结构与优良力学性质,可以为人造高性能陶瓷材料的设计提供重要指导。本文以鸵鸟胫骨密质骨为研究对象,研究了具有特殊的生理特性的鸵鸟胫骨密质骨的自组装层次结构,并讨论了其微观结构与力学性能以及组元三者之间的潜在关系。预计它将为开发高性能合成材料提供一些启发性的见解。以下是本文的主要研究成果:鸵鸟胫骨密质骨的微观结构由羟基磷灰石(HAP)
学位
6061铝合金密度低,比强度高,加工性能与导热性好,在航天、汽车、船舶等领域应用十分广泛。但是其化学性质活泼,导致耐蚀性较差,对其进行表面处理是延长6061铝合金使用寿命的关键。微弧氧化(MAO)是一种新兴的表面处理技术,能在铝合金表面制备一层具有优异耐蚀性的陶瓷层。微弧氧化技术也有不足之处,微弧氧化过程是一种需要高电压,大电流的工作过程,实际生产中会面临高能耗的困扰,降低能耗是目前迫切需要做到的
学位
透明铁电陶瓷兼具陶瓷的光学、电学及机械性能,是一种先进的新型多功能材料,在医学、军事、航空等领域显示出潜在的应用价值。铌酸钾钠(K1-xNaxNbO3,简称KNN)陶瓷因其具备高居里温度、良好的光学与电学性能而得到广泛研究和使用,但因制备时存在烧结温区窄、K/Na元素易挥发等诸多问题,极大的限制了其应用。因此,本论文以KNN陶瓷为基体,在KNN中掺杂第二组元及稀土元素,以调控陶瓷的烧结特性和光学特
学位
压电陶瓷材料因具有优异的机电转换特性而成为各类传感器的基础材料,利用它的压电效应可实现对服役零件的在线实时监测。其中,压电陶瓷涂层已经成为智能传感监测领域的研究热点,目前的研究主要集中在涂层的制备上,缺乏对涂层掺杂机理的深入研究。基于铌酸钾钠材料的优异特性,本文对离子掺杂铌酸钾钠粉体借助超音速等离子喷涂设备进行铌酸钾钠基涂层的制备,并对涂层改性机理进行了研究。本文在45#钢基体表面制备了具备钙钛矿
学位
齿轮作为各类机器重要的零件,通常起到传递动力、变速与改变运动方向的作用,这就要求齿轮具备良好的机械性能,当前最好的手段就是热处理,但它在提高性能的同时往往伴随着变形问题,尤其是薄壁齿轮,这种现象更为严重,为此解决齿轮热处理变形问题成为本行业内人们关注的重点,已往人们通过大量的试验去进行研究,费时费力费材,且不能有效掌握齿轮热处理过程中的相关规律,控制影响齿轮热处理变形的每个因素,经济性、实用性都较
学位
车间调度是制造过程中的重要组成部分,工艺规划与车间调度集成优化可有效解决加工生产中的串行等待和调度瓶颈等问题,对于缓和加工资源冲突、提升制造效能有着突出成效。在此基础上开展考虑节能减排的工艺规划与车间调度集成方法研究,对于节约能源实现低碳制造具有重要意义。为此,本文在研究工艺规划与车间调度集成(Integrated Process Planning and Scheduling,IPPS)的基础上
学位