论文部分内容阅读
纳米银具有安全无毒，高效、广谱和长效抗菌性，无耐药性的特点，已开始应用在医疗卫生、生态环境、建筑厨卫、电子电器和日用品等领域。但是其价格高、难分散和易氧化变色的缺点限制了其广泛应用。石墨烯是单原子厚度的二维石墨碳材料，具有高比表面积、突出的导热性能和力学性能、非凡的电子传递性能等一系列优异性质，是功能材料的理想载体。因此，本文先以水溶性有机物修饰还原氧化石墨烯（rGO）得到水溶性还原氧化石墨烯载体，然后将纳米银负载于其上获得石墨烯基纳米银复合抗菌材料，研究了其制备、结构和性能。首先，制备了采用聚乙烯亚胺修饰的石墨烯基纳米银复合抗菌材料（AgNP/PEI-rGO），并通过FTIR、XRD、XPS、TEM、AFM、Zeta电位、ICP和紫外可见光谱进行表征，同时分析了抗菌活性、细胞毒性和生物相容性。结果表明：聚乙烯亚胺通过O=C-NH连接在石墨烯上，聚乙烯亚胺修饰石墨烯厚度约0.6nm；AgNP在AgNP/PEI-rGO表面的分布比较均匀，纳米银的质量分数为4.2%，其粒径为5-15nm，Zeta电位为-46.7mV；在超纯水中浸泡20天后，聚乙烯吡咯烷酮修饰的纳米银（PVP/AgNP）中Ag~+的释放率为90.7%，而AgNP/PEI-rGO中Ag~+的释放率明显要慢，为72.5%；在无光或有光环境下储存7天，PVP/AgNP聚集作用显著，而AgNP/PEI-rGO没有发生明显变化；与PVP/AgNP相比，AgNP/PEI-rGO具有更高的抗菌活性和生物相容性，更低的生物毒性。其次，制备了采用1-萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合抗菌材料（AgNP/NA-rGO），并通过XRD、XPS、TEM、AFM、Zeta电位、紫外可见光谱和荧光光谱进行表征，同时分析了抗菌活性、细胞毒性和生物相容性。发现AgNP/NA-rGO中纳米银的质量分数为3.6%，在水中的溶解度可以达到1.1mg/mL，Zeta电位为-42.3mV，所形成的悬浮液可稳定存在水溶液中3个月以上而不沉淀；NA-rGO比聚乙烯吡咯烷酮更有效阻止Ag~+氧化，达到缓释效果；其与大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）接触6h后的抗菌率分别是92.4%、96.9%；它是一种带有轻微细胞毒性以及生物相容性较好的纳米复合材料。