石墨烯基纳米银复合抗菌材料的制备及其结构性能研究.docx
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1、石墨烯基纳米银复合抗菌材料的制备及其结构性能研究2012届暨南大学硕士学位论文摘要纳米银具有安全无毒,高效、广谱和长效抗菌性,无耐药性的特点,已开始应用在医疗卫生、生态环境、建筑厨卫、电子电器和日用品等领域。但是其价格高、难分散和易氧化变色的缺点限制了其广泛应用。石墨烯是单原子厚度的二维石墨碳材料,具有高比表面积、突出的导热性能和力学性能、非凡的电子传递性能等一系列优异性质,是功能材料的理想载体。因此,本文先以水溶性有机物修饰还原氧化石墨烯(rGO)得到水溶性还原氧化石墨烯载体,然后将纳米银负载于其上获得石墨烯基纳米银复合抗菌材料,研究了其制备、结构和性能。首先,制备了采用聚乙烯亚胺修饰的石墨
2、烯基纳米银复合抗菌材料(AgNP/PEbrGO),并通过FTIR、XRDXPSTEMAFMZeta电位、ICP和紫外可见光谱进行表征,同时分析了抗菌活性、细胞毒性和生物相容性。结果表明:聚乙烯亚胺通过0C-NH连接在石墨烯上,聚乙烯亚胺修饰石墨烯厚度约0.6nm;AgNP在AgNP/PEI-rGO表面的分布比较均匀,纳米银的质量分数为4.2%,其粒径为5-15nm,Zeta电位为-46.7mV;在超纯水中浸泡20天后,聚乙烯毗咯烷+酮修饰的纳米银(PVPAgNP)中Ag的释放率为90.7%,而AgNPPEbrGO中+Ag的释放率明显要慢,为72.5%;在无光或有光环境下储存7天,PVPAgNP
3、聚集作用显著,而AgNP/PEI-rGO没有发生明显变化;与PvP/AgNP相比,AgNP/PEI-rGO具有更高的抗菌活性和生物相容性,更低的生物毒性。其次,制备了采用蔡磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合抗菌材料(AgNP/NArGO),并通过XRD、XPS、TEMAFMZeta电位、紫外可见光谱和荧光光谱进行表征,同时分析了抗菌活性、细胞毒性和生物相容性。发现AgNP/NA-rGO中纳米银的质量分数为3.6%,在水中的溶解度可以达到1.1mgmL,Zeta电位为-42.3mV,所形成的悬浮液可稳定存在水溶液中3个月以上而+不沉淀;NArGO比聚乙烯此咯烷酮更有效阻止Ag氧化,达到缓释效果;其与
4、大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)接触6h后的抗菌率分别是92.4%、96.9%;它是一种带有轻微细胞毒性以及生物相容性较好的纳米复合材料。关键词:石墨烯、纳米银、制备、抗菌活性、稳定性I2012届暨南大学硕土学位论文AbstractWiththeexcellentcharacteristicsofsafetyandnontoxicity,high-efficiency,broad-spectrum,andlong-termantibacterialactivity,silvernanoparticlesAgNPhasbeenappliedinthefieldofme
5、dicalcare,eco-environment,architecture,kitchenandtoilet,electronics,anddailyproducts,etc.However,shortcomingslikeitshighprice,difficultyindispersion,andthetendencytobeoxidizedanddiscolorationarestillrestrictionsforitswiderrangeofapplications.Grapheneisasingle-atom-thicktwo-dimensionalgraphiticcarbon
6、material.Manysuperiorpropertiesofit,suchashighspecificsurfacearea,excellentthermalconductivityandextraordinarymechanicalandelectrontransportationproperties,etc.makegraphenetobeaperfectsubstrateforfunctionalmaterials.Therefore,inthisthesis,weusedwater-solubleorganiccompoundstomodifyreductiongrapheneo
7、xiderGOtoobtainthewater-solublerGOsubstrate,andthenweloadedAgNPonittoprepareanrG0-AgNPcompositeantibacterialmaterial.StructuresandpreparationprocessesareinvestigatedandpropertiesarecharacterizedinthisthesisFirst,wepreparedsilvernanoparticles/polyethyIeneiminePEI-reductiongrapheneoxideAgNP/PEI-rGOcom
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- 石墨 纳米 复合 抗菌材料 制备 及其 结构 性能 研究
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