不同表面活性剂修饰纳米ZnO制备及表征

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hudaye1234
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纳米氧化锌是一种重要的纳米半导体材料,由于其量子尺寸效应明显、生物适应性好、制备条件温和、前驱物成本低等优势,目前纳米氧化锌在光电转换、生物检测和抗菌材料等方面的研究和应用备受人们关注。本文通过一种醇-水溶液化学反应体系,制备得到了球状六方纤锌矿纳米氧化锌,在此基础上,以十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基磺酸钠(DDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,探究前驱体和表面活性剂种类、溶剂种类、反应体系的醇-水体积比、表面活性剂与前驱物的摩尔比、p H值和搅拌速度等因素对纳米氧化锌制备的影响。通过紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等方法对所得到纳米氧化锌样品的光学性质、尺寸形貌等进行了表征。结果表明,在三种表面活性剂中,以十二烷基硫酸钠为表面活性剂制备的纳米氧化锌分散性好,纯度高;以十二烷基磺酸钠为表面活性剂制备的纳米氧化锌粒径小,但分散性差、纯度低;以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂制备的纳米氧化锌平均粒径大、分散性较差。纳米氧化锌粒径和分散性随着反应体系醇-水比、反应溶剂极性的降低而增大和变差。反应体系p H值增大或减少均会抑制纳米氧化锌的形成,中性条件下更有利于氧化锌的转化。水是OH-的直接来源,水解反应和缩聚反应是决定反应速率的主要因素。使用浇注平板法探究了紫外照射处理和无紫外照射处理的纳米氧化锌的抗菌性能。结果表明,以十二烷基硫酸钠为表面活性剂制备的氧化锌样品,在无紫外灯光处理条件下,氧化锌的粒径对其抗菌性能的几乎没有影响,抗菌浓度在1×10-3mol·L-1-3×10-3mol·L-1范围内,纳米氧化锌对革兰氏阳性菌金黄葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌效果均不明显,浓度在4×10-3mol·L-1-6×10-3mol·L-1范围内,抑菌效果明显,抗菌浓度为6×10-3mol·L-1抑菌率在50%左右。氧化锌样品的纯度是影响其抗菌性能的重要因素,在1×10-3mol·L-1-6×10-3mol·L-1浓度范围内,抗菌性能与抗菌浓度成正比。在较低的抗菌浓度下,Zn2+能作为一种寡核苷酸元素被细菌代谢,进而促进了细菌的生长。相对于无紫外照射条件下的样品,紫外照射处理的纳米氧化锌能产生更多的活性氧,从而表现出更强的抗菌活性。
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