銅納米材料的制備及抗菌性能研究.pdf

1、近年來(lái),病原性微生物引發(fā)的全球性流行病不斷威脅著人類(lèi)的健康,而且由于抗生素的濫用,越來(lái)越多的細(xì)菌產(chǎn)生了耐藥性。以銀、銅等金屬納米材料為代表的無(wú)機(jī)抗菌材料因具有高效、安全等特點(diǎn),逐漸成為功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文采用簡(jiǎn)便的液相化學(xué)還原法制備了不同粒徑和不同形貌的水溶性Cu納米材料,采用多種現(xiàn)代分析手段表征了Cu納米材料的結(jié)構(gòu)和形貌,并通過(guò)多種方法研究了Cu納米材料的抗菌性能。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.采用液相化學(xué)還

2、原法分別制備了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和羧甲基殼聚糖(NOCC)修飾的花狀銅納米材料。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線(xiàn)粉末衍射儀(XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、熱重和差熱分析儀(TG&DTA)等對(duì)所得樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,所制備樣品具有面心立方銅的晶體結(jié)構(gòu);SEM觀(guān)察下,銅納米顆粒以PVP和NOCC為模板自組裝成為花狀結(jié)構(gòu)。分別通過(guò)抑菌圈法和肉湯稀釋法測(cè)試了樣品對(duì)三種常見(jiàn)菌種的

3、抑菌圈直徑、最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)。結(jié)果表明,所制備樣品對(duì)大腸桿菌(E. coli),金黃色葡萄球菌(S. aureus)及綠膿桿菌(P. aeruginosa)均具有優(yōu)異的抑菌殺菌作用。
　　2.以聚丙烯酸(PAA)為表面修飾劑通過(guò)液相還原法制備得到不同粒徑大小的銅納米顆粒,采用XRD、TEM、FTIR、TG和導(dǎo)數(shù)熱重法(DTG)、紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)等表征手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。結(jié)

4、果表明,所制備樣品具有面心立方銅的晶體結(jié)構(gòu),平均粒徑為40-200 nm。采用抑菌圈法、肉湯稀釋法等研究了銅納米顆粒對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌(金黃色葡萄球菌、枯草芽胞桿菌)和革蘭氏陰性菌(大腸桿菌、綠膿桿菌)的抗菌性能。結(jié)果表明,PAA/Cu對(duì)以上菌種均具有優(yōu)異的抑菌效果。同時(shí),通過(guò)分析細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)以及觀(guān)察納米銅作用前后菌體的形態(tài)變化,推測(cè)納米銅的殺菌機(jī)制為破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)或抑制細(xì)胞分裂增殖。
　　3.以單鏈季銨鹽十二烷基二甲基芐基氯化銨(

5、DDBAC)為修飾劑,采用液相化學(xué)還原法通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH值和改變水合肼的添加量分別制備出了季銨鹽修飾的Cu和Cu2O納米微粒。采用XRD、SEM、FTIR、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)等表征手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。同時(shí),采用肉湯稀釋法研究了所制備產(chǎn)物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌(金黃色葡萄球菌、枯草芽胞桿菌)和革蘭氏陰性菌(大腸桿菌、綠膿桿菌)的抗菌性能。結(jié)果表明,幾種樣品的抗菌性強(qiáng)弱順序?yàn)?Cu/DDBAC> Cu> Cu2O/D