基于植物還原的銀納米顆粒在織物及聚醚砜超濾膜中的抗菌應(yīng)用.pdf

1、目前市場上存在的各種抗菌材料中，銀系抗菌劑因其安全、高效、不易產(chǎn)生耐藥性以及良好的耐久性，已占據(jù)主導(dǎo)地位。納米銀是以納米技術(shù)為基礎(chǔ)研制而成的新型抗菌產(chǎn)品，由于量子效應(yīng)和尺寸效應(yīng)，具有普通銀系抗菌劑無法比擬的抗菌效果。生物還原法是一種近年來發(fā)展起來的一種制備金屬納米顆粒的綠色合成方法，該法具有綠色、環(huán)保、生物兼容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。本研究以植物提取液還原制備銀納米顆粒(AgNPs)，探討其粒徑的調(diào)控規(guī)律，并著重研究將其作為抗菌劑應(yīng)用于織物整理

2、以及聚醚砜(PES)超濾膜改性中的性能。
　　首先，以黃芩提取液在90℃條件下快速還原硝酸銀得到納米銀溶膠，并借助紫外可見吸收光譜(UV-Vis)、X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)等技術(shù)對其進(jìn)行表征，研究其制備銀納米顆粒的粒徑調(diào)控規(guī)律。結(jié)果表明提高植物提取液濃度、增加氫氧化鈉的加入量均有利于制得粒徑較小的銀納米顆粒。該粒徑調(diào)控規(guī)律對芳樟、洋浦桃、丁香等植物提取液同樣適用，實(shí)驗(yàn)條件下四種植物質(zhì)對銀離子的還原率均在99％以上。

3、將黃芩提取液所制得的AgNPs以浸漬法負(fù)載到純棉織物上，通過AAS測定織物上銀的負(fù)載量，從而得到較優(yōu)的浸漬工藝條件為:時(shí)間30h，溫度55℃，浴比1∶25。分別研究了植物質(zhì)種類、AgNPs粒徑對織物載銀量及抗菌效果的影響，發(fā)現(xiàn)在所用的四種植物質(zhì)提取液中抗菌織物的載銀量與AgNPs的粒徑大小無關(guān)，而與植物質(zhì)的種類有關(guān);抑菌效果則與粒徑密切相關(guān)，AgNPs的粒徑越小，所得載銀織物的抑菌效果越好;利用本身具有抑菌效果的黃芩、丁香植物質(zhì)來制備A

4、gNPs，有利于增強(qiáng)所得載銀織物的整體抗菌性能。
　　進(jìn)一步，以四種植物提取液中篩選出的抑菌效果最優(yōu)的黃芩為目標(biāo)生物質(zhì)，在上述確定的較優(yōu)浸漬工藝條件下制得載銀抗菌織物，對其抗菌廣譜性、耐洗性、以及拉伸性能等進(jìn)行了測試?？咕鷱V譜性測試結(jié)果表明，該載銀織物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的抑菌率均高達(dá)99％，且對霉菌也具有抑制作用。耐洗性檢測表明，織物經(jīng)過水洗或皂洗之后，載銀量明顯降低，抑菌效果也顯著下降;適量丙

5、烯酸乳液的引入成功地改善了織物的耐洗性能，且抑菌效果不受影響。織物的拉伸性能測試結(jié)果表明添加AgNPs以及粘合劑所得的抗菌織物的斷裂強(qiáng)力保持率均在80％以上，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。
　　最后，選用黃芩提取液制備的粒徑約為6nm的AgNPs通過濕法相轉(zhuǎn)化法改性PES超濾膜。利用掃描電鏡觀察膜表面及斷面結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)改性前后超濾膜的孔徑并沒有明顯的改變，通過能譜(EDS)在改性膜表面確認(rèn)了銀元素的存在。膜的水接觸角測試結(jié)果表明，改性膜的親水性

6、能優(yōu)于未改性膜，且載銀量越高，親水性越強(qiáng)。分別測定改性前后PES超濾膜的通量、截留率，發(fā)現(xiàn)膜通量隨著親水性能的改善而呈增大的趨勢，且AgNPs的引入對PES膜的截留率幾乎沒有影響。PES膜上銀納米顆粒的穩(wěn)定性測試顯示，在銀損失最嚴(yán)重的第1次過濾過程中銀的流失率都低于1％，所以，AgNPs在膜上具有非常理想的穩(wěn)定性。以大腸桿菌為測試菌種，對PES超濾膜進(jìn)行抑菌性能測試及抗生物污染性能測試。抑菌測試結(jié)果表明改性膜的抑菌率接近100％，說明改