Ag纳米线 聚合物复合纳米材料的静电纺丝法制备及其抗菌性能研究VIP专享VIP免费

学号：Z1205022姓名：王建国单位：江苏大学专业：材料工程指导老师：董明东老师Ag纳米线/聚合物复合纳米材料的静电纺丝法制备及其抗菌性能研究2013-9-21、课题的研究背景、意义及现状2、课题研究目标、内容及拟解决的关键问题3、课题的可行性分析及特色创新4、课题进度安排课题的研究背景、意义及现状研究背景纳米银由于小尺寸效应和较大的比表面积，其抗菌效果好，且效力持久，是一种具有长效性和耐候性的抗菌剂。但是纳米银易于氧化和聚合，这就对银的回收再利用带来困难，并且造成成本居高不下；而且银有毒性，在用纳米银杀菌的过程中，容易造成二次污染。因此，成本较高以及存在二次污染的风险限制了纳米银作为一种抗菌材料在各领域的应用。welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience研究意义银具有良好的抗菌性，所以银在生物医学、水及空气净化、食品生产、化妆品、纺织以及许多家居产品方面都有着良好的应用前景。只要解决纳米银作为抗菌材料使用过程中的回收问题，就能够极大的降低成本，同时也就解决了二次污染的问题。这就为纳米银在各领域抗菌方面的应用扫除了障碍。研究现状在纳米银的表面包覆聚合物，可以有效地提高纳米银的稳定性，阻止了纳米银的聚合；以及降低纳米银的毒性。其中，纳米纤维比表面积大、吸附性好，可以作为纳米银的优良载体。静电纺丝是制备纳米纤维的一种简单有效的方法。目前有些报道是在电纺溶液中加入银盐，然后通过加热、紫外线照射以及化学处理来还原银离子使其成为银纳米颗粒，从而获得纳米银/聚合物复合纳米材料。也有报道是将制备好的纳米银直接加入到电纺聚合物溶液中进行纺丝。表1含纳米银粒涂料的抗菌性能张文钲,王广文,等.纳米银抗菌材料研发现状[J].化工新型材料，2003,(31),2,42-44.张文钲,王广文,等.纳米银抗菌材料研发现状[J].化工新型材料，2003,(31),2,42-44.不同抗菌物质的杀菌效果图1纳米银粒、磺胺嘧啶银和硝酸银杀菌作用比较水热法合成的纳米银(a)反应温度100℃(b)反应温度120℃(c)反应温度150℃图2不同反应温度下反应24h所得产物的TEM图片图中产物的水热合成条件为：Gemini表面活性剂存在的情况下，以各自温度在水热反应釜中反应24h。温度对产物形貌有很大影响。对水热反应中银纳米线的形貌的影响因素还有反应时间、原料种类、PVP与硝酸银摩尔比、搅拌速度、进料速度等。徐建、韩霞，等.水热合成法制备高长径比的银纳米线[J].过程工程学报，2006,(6)2,323-326.醇热法合成银纳米线图3140℃不同反应时间下所得产物的SEM和TEM照片所得银纳米线直径约80nm,长度分布在40～100μm之间。其合成条件为：140℃，水热反应釜中反应一定时间。2000r/min多次离心洗涤后60℃温度下干燥4h。常鹏梅，陈亚芍，等.醇热法合成单晶银纳米线及其表征[J].化学学报，2009(69),6,523-528.图4双甘氨肽模板法合成的单晶银纳米片模板法合成银纳米片图中银纳米片的宽度约为800nm，厚度约为50nm。合成银纳米线的方法还有很多种，如：气相合成法、、溶胶凝胶法、热解法等。不同的−合成方法，不同的合成参数，不同的操作步骤都有可能会得到不同形貌的纳米银。不同形貌的纳米银或许会有不同的抗菌性能。JianhuiYang，et.al,GlycylGlycineTemplatingSynthesisofSingle-CrystalSilverNanoplates.[J].CRYSTALGROWTH&DESIGN,2006,(6),9,2155-2158.静电纺丝的工艺示意图静电纺丝就是聚合物溶液或熔体(电纺液)在一定的高压静电场内，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点克服表面张力形成喷射细流，从而形成纳米纤维的一种合成方法。图5静电纺丝示意图图6银纳米颗粒的(a)SEM图，(b)TEM图，(c)HRTEM图，(d)XPS图谱由(a)SEM和(b)TEM图片可以知道纳米颗粒的平均直径约为80纳米；(c)可以看出该纳米颗粒为单晶结构；(d)XPS图谱可以知道纳米颗粒中不仅有银，还有碳、氮、氧等元素，这些元素来自于聚合物PVP。JieSong.etal,SafeandEffectiveAgNanoparticlesImmobilizedAntimicrobialNanoNonwovens,[J]AdvancedEngineeringMaterials.2012,14,No.5.B240-B246.图7纯聚苯乙烯电纺丝和固定银颗粒的电纺丝两种成分不同的电...