氧化鋅晶須負(fù)載納米銅雜化材料的制備及其抗菌性能研究.pdf

1、納米銅具有優(yōu)異的抗菌性能，但納米顆粒的分散性差和穩(wěn)定性差等問題往往會(huì)影響其功能的發(fā)揮。在具有一定抗菌活性的四針狀氧化鋅晶須(T-ZnO)上負(fù)載納米Cu，使之均勻且穩(wěn)定地分散在T-ZnO表面上，有望獲得高效、長(zhǎng)效且廣譜的抗菌材料。
　　本論文采用前驅(qū)體原位熱分解法，制備氧化鋅晶須負(fù)載納米銅雜化材料(n-Cu@T-ZnO)，通過對(duì)反應(yīng)條件的控制，制備了不同顆粒尺寸的納米雜化材料，研究了雜化材料的抗菌活性及機(jī)理;在此基礎(chǔ)上，將優(yōu)選出的雜

2、化材料添加到聚丙烯樹脂中制備得到抗菌塑料。本文的具體工作和主要研究結(jié)果包括：
　　1.采用前驅(qū)體原位熱分解法制備n-Cu@T-ZnO雜化材料，首先通過化學(xué)沉淀法在T-ZnO表面原位合成酒石酸銅前驅(qū)體，使前驅(qū)體充分吸附在T-ZnO晶須上，然后在還原氣氛H2中高溫?zé)岱纸獾玫絥-Cu@T-ZnO雜化材料。通過對(duì)形貌和結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)，上述過程并未改變T-ZnO的形貌和結(jié)構(gòu)，通過調(diào)控反應(yīng)條件，可以得到不同尺寸(15-45nm)納米顆粒的n-C

3、u@T-ZnO雜化材料。納米雜化材料中Cu主要以納米單質(zhì)形式負(fù)載于T-ZnO表面，但納米Cu暴露在空氣中容易被氧化，形成CuO包覆層。
　　2.通過最小抑菌濃度(MIC)檢測(cè)方法對(duì)n-Cu@T-ZnO雜化材料的抗菌性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，該方法制備的納米雜化材料對(duì)大腸桿菌(E.coli)和金黃色葡萄球菌（S.aureus）的抗菌活性相比于T-ZnO和納米Cu均有顯著提高，且其抗菌性能隨著Cu納米顆粒尺寸的減小而提高;當(dāng)納米顆粒尺

4、寸為15 nm時(shí)，其對(duì)E.coli和S.aureus的MIC值可分別低至400和600 mg/L。對(duì)n-Cu@T-ZnO雜化材料的抗菌動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，從細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期開始，雜化材料表現(xiàn)出顯著的抑菌效果。
　　3.進(jìn)一步結(jié)合n-Cu@T-ZnO雜化材料產(chǎn)生活性氧物種情況和溶出Cu2+情況的檢測(cè)，對(duì)其抗菌機(jī)理進(jìn)行了深入地研究。相比于純T-ZnO和納米Cu，n-Cu@T-ZnO雜化材料的懸液中產(chǎn)生的活性氧物質(zhì)(·OH，·O2-，H

5、2O2)和溶出的Cu2+均更多，表明n-Cu@T-ZnO優(yōu)異的抗菌性能來源于納米Cu和T-ZnO的協(xié)同作用，即雜化結(jié)構(gòu)同時(shí)促進(jìn)了納米顆粒中的Cu2+溶出和T-ZnO中活性氧物質(zhì)(·OH，·O2-，H2O2)的產(chǎn)生。
　　4.優(yōu)選納米顆粒尺寸為15nm的n-Cu@T-ZnO雜化材料為抗菌劑，通過熔融共混法制備抗菌聚丙烯(PP)塑料。形貌觀察表明，n-Cu@T-ZnO抗菌劑均勻地分散在PP基體中。研究不同抗菌劑添加量的n-Cu@T-Z