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无机氧化物载银纳米抗菌材料的制备及抑菌性能研究

作　者: 曾蕾
导　师: 贺全国
学　校: 湖南工业大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 纳米抗菌剂银纳米复合物纳米碳酸钙纳米二氧化硅纳米氧化锌抑菌圈测定法
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

健康一直是人们最为关注的话题之一,随着人们生活水平的提高,人们对抗菌材料、抗菌制品的需求不断增加。载银纳米无机抗菌剂由于具有长效、不产生耐药性、特别是具有良好的耐热性等优点,但应用无机抗菌剂也存在一些问题,比如稳定性、抗菌指标的建立等。因此,如何制备出稳定性与抗菌性能均优异且满足实际应用需求的无机抗菌材料成为了国内外的研究热点。本课题立足于研究开发出具有良好抗菌活性的无机载银抗菌材料,分别采用原位还原法,吸附和化学还原两步法,煅烧法三种方法制备出载银碳酸钙无机纳米抗菌剂、载银二氧化硅无机纳米抗菌剂和载银氧化锌无机纳米抗菌剂。用透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）研究了抗菌剂的形貌特征和粒径分布,用EDS电子能谱研究了抗菌剂中的组成成分,用X射线衍射（XRD）分析了抗菌剂的晶体结构,用紫外可见光谱（UV-vis）和傅立叶红外光谱仪分析了抗菌剂的光学特性;最后优化并总结了抗菌剂的制备工艺,并采用抑菌圈法初步研究了三种抗菌剂的抑菌性能。主要结论如下:1.通过化学还原法制备了不同粒径大小的纳米银溶胶,并经分离、干燥得到了10-50 nm的纳米银粉。研究了不同还原剂对颗粒大小及分散性的影响。研究发现,其中以硼氢化钠为还原剂制得的纳米银颗粒最小,仅为5-10 nm左右,且分散性较好。2.通过化学偶联等方法对纳米碳酸钙进行改性。偶联剂分别有APTES、MPTES、KH570。研究表明,经KH570改性后的纳米碳酸钙由亲水变成疏水性。接触角达到最大,为107°。在此基础上,采用原位还原法制备出了抗菌性能良好的载银纳米碳酸钙抗菌剂。研究了其制备工艺和抑菌效果,银大部分沉积于纳米碳酸钙表面,并显示出优异的抑菌效果,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈大小分别为23.4 mm和21.8 mm。3.通过煅烧法和沉淀法制备了两种不同粒径大小的纳米氧化锌,考察了制备工艺条件对纳米氧化锌尺寸分布及其结构的影响。研究发现,采用沉淀法制备的纳米氧化锌尺寸较为均匀,分散性也较煅烧法好。在沉淀法制备出纳米氧化锌的基础上,以此为前驱物,研究了载银氧化锌复合抗菌材料的制备方法及其抑菌性能。采用高温分解法对纳米氧化锌进行了载银改性处理。经过抑菌圈测定,得出其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈大小分别为20.8 mm和15.2 mm。4.采用Stober法,在不同的醇溶剂环境中,制备了一系列粒径大小不同的纳/微米结构的二氧化硅（SiO₂）,研究了不同醇溶剂对二氧化硅的粒子大小的影响。结果表明,在甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇四种醇溶剂中,二氧化硅的粒径大小逐步增大。并通过浸渍吸附和化学还原两步法成功制备了二氧化硅载银抗菌剂。并优化了制备工艺条件。通过抑菌效果检测,得知其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈大小分别15.3 mm和10.4 mm。本论文所做的工作主要为制备了三种新型的载银无机氧化物抗菌材料,且通过初步检测得出,这三种抗菌剂均显示了良好的抑菌性能。以上研究结果为纳米无机抗菌材料的开发利用提供了一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-33
  1.1 引言  13-14
  1.2 抗菌材料的发展及国内外的研制及应用现状  14-15
  1.3 抗菌材料的分类及特点  15-21
    1.3.1 有机抗菌材料  16-17
    1.3.2 无机抗菌材料  17-21
  1.4 抗菌材料的抗菌机理  21-23
    1.4.1 纳米金属材料的抗菌机理  21
    1.4.2 光催化抗菌材料的抗菌机理  21-22
    1.4.3 稀土复合抗菌材料的抗菌机理  22-23
  1.5 银系无机抗菌材料的制备方法  23-25
    1.5.1 后期添加法  23
    1.5.2 本体加入法  23-24
    1.5.3 吸附法  24
    1.5.4 复配法  24-25
  1.6 抗菌材料的选择与性能测试  25-27
    1.6.1 抗菌材料的选择  25
    1.6.2 抗菌材料的性能测试标准  25-27
  1.7 抗菌材料的应用与发展趋势  27-31
    1.7.1 抗菌材料的应用  27-31
    1.7.2 纳米抗菌材料的发展趋势  31
  1.8 本课题的研究意义、创新点和研究内容  31-33
    1.8.1 本课题的研究意义  31-32
    1.8.2 本课题的创新点  32
    1.8.3 本课题的研究内容  32-33
第二章 CaC0_3/Ag 抗菌剂的制备及表征  33-52
  2.1 引言  33-34
  2.2 纳米银的制备  34-39
    2.2.1 试剂及仪器  34
    2.2.2 测试与表征  34-35
    2.2.3 纳米银合成实验  35
    2.2.4 结果与讨论  35-39
  2.3 纳米CaC0_3 的表面改性  39-43
    2.3.1 试剂及仪器  39-40
    2.3.2 测试与表征  40
    2.3.3 纳米CaC0_3 的表面改性  40
    2.3.4 改性原理  40-41
    2.3.5 结果与讨论  41-43
  2.4 CaC0_3/Ag 的制备及表征  43-48
    2.4.1 试剂及仪器  43
    2.4.2 测试与表征  43-44
    2.4.3 CaC0_3/Ag 的制备  44
    2.4.4 结果与讨论  44-48
  2.5 CaC0_3/Ag 的抑菌性检测  48-51
    2.5.1 试剂及仪器  48-49
    2.5.2 抑菌实验  49
    2.5.3 结果与讨论  49-51
  2.6 本章小结  51-52
第三章 Si0_2/Ag 抗菌剂的制备及表征  52-68
  3.1 引言  52-53
  3.2 纳米Si0_2 的制备及表征  53-57
    3.2.1 试剂及仪器  53
    3.2.2 测试与表征  53
    3.2.3 纳米Si0_2 的制备  53-54
    3.2.4 结果与讨论  54-57
  3.3 纳米Si0_2/Ag 的制备及表征  57-64
    3.3.1 试剂及仪器  57-58
    3.3.2 测试与表征  58
    3.3.3 纳米Si0_2/Ag 的制备  58
    3.3.4 结果与讨论  58-64
  3.4 Si0_2/Ag 的抑菌性检测  64-67
    3.4.1 试剂及仪器  64
    3.4.2 抑菌实验  64-65
    3.4.3 结果与讨论  65-67
  3.5 本章小结  67-68
第四章 ZnO/Ag 抗菌剂的制备及表征  68-82
  4.1 引言  68-69
  4.2 纳米ZnO 的制备及表征  69-73
    4.2.1 试剂及仪器  69
    4.2.2 测试与表征  69
    4.2.3 纳米ZnO 的制备  69-70
    4.2.4 结果与讨论  70-73
  4.3 纳米ZnO/Ag 的制备及表征  73-78
    4.3.1 试剂及仪器  73
    4.3.2 测试与表征  73
    4.3.3 纳米ZnO/Ag 的制备  73
    4.3.4 结果与讨论  73-78
  4.4 ZnO/Ag 的抑菌性检测  78-81
    4.4.1 试剂及仪器  78-79
    4.4.2 抑菌实验  79
    4.4.3 结果与讨论  79-81
  4.5 本章总结  81-82
第五章全文总结与展望  82-84
参考文献  84-96
附录  96-97
致谢  97

无机氧化物载银纳米抗菌材料的制备及抑菌性能研究

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