納米銀膠及載銀蒙脫石的制備與抗菌性能.pdf

1、銀納米粒子已經(jīng)被廣泛地用在攝影、催化、生物傳感器、光子學、光電子學、表面增強拉曼散射檢測和抗菌等領(lǐng)域。許多研究已證實納米銀的性能與其尺寸、尺寸分布和形貌等因素密切相關(guān)，因此如何控制納米銀的形核與生長從而獲得具有特定優(yōu)異性能的納米銀的研究是目前的熱點之一。在微生物對傳統(tǒng)抗生素耐藥性日漸增強的今天，開展對具有強烈的廣譜抗菌活性且不易產(chǎn)生耐藥性的納米銀的研究有著重大的現(xiàn)實意義。本文回顧了銀系抗菌材料的研究進展，分別介紹了銀離子和納米銀的抗菌機

2、理，闡述了納米銀抗菌活性具有形貌、尺寸和尺寸分布依賴性。銀粒子的尺寸越小、分布越均勻，其抗菌活性越強。然后，就如何簡單、快速、綠色合成小粒徑且分布均勻的銀納米粒子進行了詳細探討。主要內(nèi)容如下：
　　 分別以AgNO3、[Ag(NH3)2]NO3（AgNO3與NH3·H2O 反應(yīng)）、不含NO3-離子的銀鹽與NH3·H2O 反應(yīng)制備的[Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液為前驅(qū)體，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）兼作還原劑和穩(wěn)定劑，再加入少

3、量的添加劑，通過紫外光還原法制備納米銀溶膠。紫外-可見光譜和透射電子顯微鏡分析表明：以不含NO3-離子的[Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液為前驅(qū)體反應(yīng)速率最快、粒徑最小、分布最均勻、穩(wěn)定性最好；[Ag(NH3)2]NO3 水溶液次之；AgNO3 水溶液最差。此外，以不含NO3-離子的[Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液為前驅(qū)體，考察了PVP 濃度、溫度和pH 值對形成的納米銀溶膠影響。結(jié)果表明：納米銀的形核速率隨溫度、PVP 濃度的增

4、大而增大，但當PVP/Ag+離子的質(zhì)量比超過10:1時，反應(yīng)速率變化不明顯，因此以PVP與Ag+離子的質(zhì)量比為10:1 最好；當前驅(qū)體的pH 值為12.68時，納米銀的形核速率最快，而當pH 值小于或者大于12.68時，形核速率較小。在PVP/Ag+為10:1，pH 值為12.68條件下，通過紫外光還原法制備的納米銀粒子的粒徑為1-3 nm的球形銀粒子，室溫下避光存放三個月，未出現(xiàn)任何絮凝或者沉淀現(xiàn)象。前驅(qū)體、還原劑及添加劑的種類同上，

5、通過微波輻射還原法制備納米銀溶膠?？疾炝饲膀?qū)體種類、PVP 濃度、微波功率、pH 值等因素對形成的納米銀溶膠的影響。結(jié)果表明：以不含NO3-離子的[Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液為前驅(qū)體、PVP/Ag+為8:1 (質(zhì)量比)、pH 值為12.4、微波輻射功率為中低火時，Ag+離子的轉(zhuǎn)化率最高，所得銀納米粒子的粒徑小、單分散且穩(wěn)定性好。
　　 以兩高純銀片做電極,以去離子水為電解液，PVP作為輔助電解質(zhì)和穩(wěn)定劑，通過電解法制備高

6、純納米銀溶膠。探討了PVP含量、電解時間、電流密度對形成的納米銀溶膠的影響。結(jié)果表明：當PVP含量為5%、電解150 min、電流密度為1-2mA/cm2時，所得球形銀粒子的粒徑約1-3 nm 左右、單分散，而且有極好的存放穩(wěn)定性，室溫避光存放6個月無任何可見的變化。
　　 分別以AgNO3、不含NO3-離子的[Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液與鈉基蒙脫石（Na-MMT）在60 ℃進行離子交換，然后，加入一定量的PVP 兼作還

7、原劑和穩(wěn)定劑，再加入少量的添加劑，通過微波輻射還原法制備了Ag-MMT。用X-射線衍射（XRD）測定了Na-MMT 及Ag-MMT的結(jié)構(gòu)，MMT的片層間距減小表明Ag+離子或者Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子與Na-MMT中的Na+、K+等發(fā)生了交換。用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）表征了Ag-MMT 負載的銀粒子的大小、形貌，表明銀納米粒子是球形的，粒徑20-30 nm 左右。用X-射線熒光探針(XRF)分析了Ag-MMT樣品中的銀

8、含量。
　　 用熱重分析（TGA）對Na-MMT 及Ag-MMT的熱穩(wěn)定性進行了表征，結(jié)果表明經(jīng)[Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液處理得到的Ag-MMT 有更好的熱穩(wěn)定性。
　　 分別以大腸桿菌（E.coli）和金黃色葡萄球菌（S.aureus）為代表，研究了納米銀溶膠、Na-MMT和Ag-MMT的抗菌性能。結(jié)果顯示無論通過紫外光輻射法、微波法還是通過電解法制備的納米銀溶膠的最小抑菌濃度（MIC）均為1.25ppm，最

9、小殺菌濃度（MBC）均為2.0 ppm，殺菌率均超過了99.9%。Na-MMT 無抗菌活性，由AgNO3和 [Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液處理得到的Ag-MMT的MIC 分別為100 ppm、150ppm，兩者的殺菌率均超過了99.9%，但經(jīng) [Ag(NH3)2]+絡(luò)合離子水溶液處理得到的Ag-MMT中的銀有更好的緩釋性能。用所制備的納米銀溶膠分別處理紗布、層壓地板和木板膜，當所用納米銀溶膠的濃度達到20 ppm時，產(chǎn)品的殺菌率都