改性海泡石负载纳米银的抗菌材料制备及抗菌性能研究

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抗菌剂具有抑制或减缓真菌、细菌和霉菌生长繁殖的功能,从而起到保护人类健康的作用。可以预见,高效且长效稳定的抗菌制品的研发生产,必将会为我国国民经济发展和改善人民生活质量做出贡献,为提高我国经济效益及社会效益发挥十分积极的作用。无机抗菌剂由于其具有化学稳定性好,热稳定性好,毒性低,作用时间长和广谱抗菌性的特点,受到越来越多人的青睐。热稳定性是抗菌陶瓷最重要的质量标准之一,而耐酸、碱和有机溶剂也是抗菌涂料的重要指标。因此,无机材料各方面稳定性还有待进一步提高。本文采用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)改性海泡石(SMS),显著提高了其对阳离子的吸附容量。SMS相比未改性的海泡石(Sep),Zeta电位有明显的下降,SMS通过静电相互作用吸引银离子,吸附量增加了6倍。接着在醋酸的催化作用下,采用包覆法,通过正硅酸乙酯(TEOS)水解和缩聚过程在材料表面包覆一层纳米SiO2。FT-IR、TEM、XRD和BET等表征方法用于表征材料微观结构,表明SDBS成功对海泡石进行了改性,并成功通过包覆法在材料表面包覆了一层纳米SiO2。TGA、UV-Vis和ICP表征结果表明采用改性和包覆法制备的抗菌材料具有优异的热稳定性、化学稳定性、强抗紫外能力和寿命长等优点。本文还通过研究抗菌有效组分纳米银的粒径、分布情况对抗菌效果的影响。通过表面活性剂琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)微乳体系中自组装产生“纳米水池”,以环己烷为油相,银离子水溶液和水合肼水溶液为水相混合形成纳米粒子的反胶束微乳液,控制“纳米水池”大小控制纳米银粒子的尺寸;接着利用改性海泡石吸附溶胶中的纳米银粒子制备纳米银抗菌材料。考察了水与表面活性剂的摩尔比W、AgNO3浓度、反应时间等条件对合成纳米银的影响。对合成的抗菌材料进行抗菌性能测试,发现当AgNPs/AAS浓度为0.5g/L时,抗菌率约为100%,AgNPs/AAS的缓释性从刚开始的2.01%下降至1.50%,这表明AgNPs/AAS具有较强的缓释性与使用寿命长的优点。制备的抗菌粉能够广泛应用于建筑材料、医疗设施与日常用品等领域。
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