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无机纳米抗菌剂的制备及其在天然织物上抗菌机理研究

作　者: 苏艳孟
导　师: 郑敏
学　校: 苏州大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 纳米ZnO 纳米TiO2 纳米AgI 蚕丝和棉织物 抗菌机理
分类号: TS195.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着无机纳米抗菌材料在日常生活中日益广泛的应用,出现了很多传统的无机抗菌机理无法解释的现象。且无机纳米材料抗菌过程的研究呈现材料学、催化化学、微生物学等多个学科的交叉的特点,对该领域的研究提出了严峻的挑战。本文在合成纳米ZnO、纳米TiO2、纳米AgI等无机纳米抗菌剂的基础上,对无机纳米抗菌材料的抗菌过程进行了深入探讨,提出了新型的无机纳米材料抗菌理论。即通过液相沉淀法制备了纳米ZnO,利用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2,采用微乳液法制备了纳米AgI。通过X射线衍射（XRD）、差热分析（TG-DSC）、电子扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对合成粉体进行测试表征。进一步利用分散技术把粉体制成抗菌整理液,通过常规的后整理工序制备功能纺织品,并对纳米ZnO、纳米TiO2、纳米AgI抗菌液制备的功能纺织品进行抗菌测试及其结果探讨,指出已有的传统无机抗菌剂的抗菌机理的局限性,建立了一种新型空穴抗菌模型。主要研究工作和成果如下:（1）以硝酸锌和氨水作为主要原料,在液相中直接制备花状纳米ZnO,晶粒平均尺寸为20nm左右;采用溶胶-凝胶法合成了二氧化钛前驱体,在600℃高温煅烧下得到锐钛纳米TiO2,晶粒平均尺寸为15nm左右,经700℃高温煅烧后得到金红石相纳米TiO2,晶粒平均尺寸为20nm左右;以石蜡为乳化剂,采用微乳液法制备了纳米AgI乳液,晶粒平均尺寸为30nm左右。（2）把无机纳米抗菌粉体制成抗菌整理液,采用常规的后整理工序制备了具有抗菌功能的纺织品。（3）抗菌实验表明,纳米ZnO抗菌剂整理后的蚕丝织物和棉织物具有良好的抗菌性及耐水洗性,另外,整理后的棉织物还具有很好的抗菌长效性,随着时间的延长,它所显示的杀菌效果也没有发生衰退;经纳米TiO2整理的织物也表现出很好的抗菌性,并且通过抑菌圈实验发现锐钛型的TiO2抗菌效果优于金红石型的TiO2;经纳米AgI整理的织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有很好的抑菌效果。（4）通过对抗菌环境中pH的考察,抗菌试验的耐水洗性及碘化银的非溶出抗菌测试,结果证实了无机纳米抗菌剂的金属离子溶出抗菌机理的局限性;针对光催化机理,设计了有光与无光下的抗菌对比实验,结果显示有无光存在纳米氧化锌都能抗菌,证明了光催化抗菌机理也存在一定的局限性。（5）提出了一种新型空穴抗菌机理,建立了新型的抗菌空穴模型。即无机纳米材料具有的空穴与环境中的水或氧作用,产生抑菌因子,抑菌因子的强氧化性,能够破坏微生物细胞的增殖,最终起到抑制或杀灭细菌的作用。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 序言  10-19
  1.1 抗菌材料的历史和发展  10
  1.2 抗菌材料的种类  10-11
  1.3 无机纳米抗菌技术理论基础  11-12
  1.4 无机纳米抗菌材料的主要用途  12-14
  1.5 无机纳米材料的制备方法  14-17
  1.6 无机纳米抗菌剂的抗菌机理  17-18
  1.7 本课题研究内容和目的  18-19
第二章 无机纳米抗菌体的制备  19-29
  2.1 实验试剂和仪器  20
  2.2 产品测试表征  20
  2.3 纳米ZnO 的制备与表征  20-23
    2.3.1 纳米ZnO 制备步骤  20-21
    2.3.2 纳米ZnO 的测试表征  21-23
  2.4 纳米TiO_2 的制备与表征  23-27
    2.4.1 纳米TiO_2 制备步骤  23-24
    2.4.2 纳米TiO_2 的测试表征  24-27
  2.5 纳米AgI 的制备与表征  27-28
    2.5.1 纳米AgI 制备步骤  27
    2.5.2 纳米AgI 的测试表征  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第三章 无机纳米抗菌剂的抗菌性研究  29-44
  3.1 实验原料和仪器  29-30
  3.2 无机纳米抗菌整理液的制备  30
  3.3 抗菌织物的制备  30-31
  3.4 抗菌性能测试  31-36
    3.4.1 抑菌圈测试  34-35
    3.4.2 抑菌率测试  35-36
  3.5 抗菌耐久性能测试  36-37
  3.6 抗菌测试结果与讨论  37-43
    3.6.1 纳米ZnO 的抗菌性  37-40
    3.6.2 纳米TiO_2 的抗菌性  40-41
    3.6.3 纳米AgI 的抗菌性  41-43
  3.7 本章小结  43-44
第四章 无机纳米抗菌剂抗菌机理探索  44-54
  4.1 已有无机纳米抗菌机理  44-46
  4.2 已有无机纳米抗菌机理的局限性  46-48
    4.2.1 金属离子溶出机理的局限性  46-47
    4.2.2 光催化抗菌机理的局限性  47-48
  4.3 新型空穴抗菌机理的提出  48-53
    4.3.1 新型无机纳米抗菌机理模型构件  49-50
    4.3.2 新型无机纳米抗菌机理模型提出  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章 结论  54-56
第六章 结语与展望  56-57
参考文献  57-62
研究生期间已发表的论文  62-63
致谢  63-64

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 染整工业 > 整理 > 整理用剂
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