纳米Ag/TiO2抗菌性及其抗菌机理的研究

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随着经济、科技的迅速发展,人们在享受更加便捷的生活的同时,也面临着各种环境问题带来的困扰,大家对舒适的环境和身体的健康愈加重视,因此,越来越多的研究者和企业开始关注对环保、抗菌材料的研究及开发。近年来,无机抗菌剂由于其安全、持久、广谱的特点而得到广泛的研究,其中应用最广泛的是二氧化钛抗菌剂和银系抗菌剂。但银系抗菌剂价格高,易变色,抗菌持效性差;二氧化钛抗菌剂需要紫外光照射,而且其抗菌作用较弱。为了克服这些缺点,可以通过无机抗菌剂的复配来增强其抗菌活性。  本文以银离子作为掺杂元素,采用溶胶-凝胶法和沉淀法制备纳米Ag/TiO2复合材料,通过X射线衍射谱、X射线光电子谱等手段对样品的微观性能进行表征,利用定性和定量的方法对材料进行抗菌性能的实验,讨论了各类因素对其抗菌性能的影响,并对其抗菌机理进行进一步的研究。  研究结果表明:制备的复合材料纳米粒径小,稳定性好,Ag用量少,降低了材料的成本;银的掺杂并没有改变TiO2的锐钛型晶体结构,且银在样品中以单质银的形态存在;综合考虑经济效益,在1%掺银浓度、350℃热处理温度条件下,纳米Ag/TiO2粉体具有最佳的抗菌效果,抗菌率在96%以上;纳米Ag/TiO2抗菌剂在暗处和白炽灯下均表现出良好的抗菌性能,几乎不受光源的影响;实验表明,抗菌剂中银离子掺杂完全,且菌悬液中无Ag+析出,结合现有抗菌理论,推断Ag/TiO2抗菌剂的抗菌机理,即在与细菌接触时,抗菌剂与吸附在其表面的氢氧根离子、水和氧作用转变为羟基自由基·OH、活性氧·O2-等高活性基团,这些活性基团作为介质可作用于细胞,破坏细菌组织,从而致使细菌死亡。
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