改性納米氧化鎂的抗菌性能研究.pdf

1、納米氧化鎂(MgO)是一種新型的無(wú)機(jī)材料，由于其呈現(xiàn)出了優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、機(jī)械等性能而被廣泛研究和應(yīng)用。目前，在抗菌領(lǐng)域也呈現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)?；诩{米氧化鎂獨(dú)特的抗菌機(jī)制和抗菌性能，本文通過(guò)對(duì)納米氧化鎂進(jìn)行摻雜和復(fù)合改性，以期進(jìn)一步提高其抗菌活性，拓廣其應(yīng)用領(lǐng)域。本文選擇了鈦離子（Ti4+），鋅離子（Zn2+）和鋰離子（Li+）進(jìn)行摻雜實(shí)驗(yàn)來(lái)研究離子摻雜對(duì)納米氧化鎂的結(jié)構(gòu)、形貌和抗菌性能的影響，并探討了離子摻雜對(duì)納米氧化鎂抗菌性能

2、影響的機(jī)理。同時(shí)，采用原位復(fù)合技術(shù)制備出Ag/MgO復(fù)合材料，研究了溶劑、氧化鎂粒徑對(duì)Ag/MgO復(fù)合材料制備的影響，并對(duì)其原位復(fù)合機(jī)制和抗菌性能進(jìn)行了初步探討。
　　以硝酸鎂，硝酸鋰，六水合硝酸鋅，鈦酸正丁酯為原料，檸檬酸為絡(luò)合劑，采用溶膠-凝膠法制備出不同金屬離子摻雜的納米氧化鎂粉體。XRD結(jié)果表明，前驅(qū)體均為無(wú)定形態(tài)，經(jīng)600℃煅燒后均為方鎂石結(jié)構(gòu)，但不同樣品的衍射峰強(qiáng)度存在差異，因?yàn)椴煌x子摻雜會(huì)對(duì)MgO的結(jié)晶造成不同影響

3、；另外鋰摻雜晶粒平均尺寸最大，約為23.6nm，而且呈現(xiàn)的是薄片狀與其余三者不同，而鈦摻雜粒徑最小；XPS結(jié)果表明鋰摻雜能促進(jìn)氧空位產(chǎn)生，鈦摻雜則起到抑制作用，而鋅摻雜卻幾乎沒(méi)有影響。
　　以大腸桿菌ATCC25922為測(cè)試菌種，最小抑菌濃度（MIC）和24h殺菌率為指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)納米粉體的抗菌性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鋰摻雜納米MgO抗菌效果最好，MIC為500ppm，24h殺菌率可達(dá)到99.99％以上；純MgO的抗菌效果次之，MIC為550

4、ppm；但是鈦摻雜和鋅摻雜的抗菌效果均不如純納米MgO。這種變化的機(jī)理分析如下：由缺陷方程可知Li+取代Mg2+后促進(jìn)晶格中氧空位的產(chǎn)生，氧空位再通過(guò)吸附氧氣發(fā)生單電子還原反應(yīng)生成O2－，O2－在堿性環(huán)境中是穩(wěn)定的；而鋰離子的摻雜使得納米粉體溶液堿性增強(qiáng)，從而給O2－提供了更加穩(wěn)定的環(huán)境，所以鋰摻雜能從氧空位濃度和酸堿強(qiáng)度兩方面協(xié)同作用來(lái)促進(jìn)納米MgO的抗菌性能。鈦摻雜是抑制氧空位產(chǎn)生，降低納米粉體溶液堿性，因而抗菌性能會(huì)減弱。鋅摻雜雖

5、然對(duì)氧空位的產(chǎn)生基本沒(méi)有影響，但是相對(duì)于純納米氧化鎂來(lái)說(shuō)，其粉體溶液堿性降低，故其抗菌性能要弱于純納米氧化鎂。
　　以AgNO3與所制備的納米MgO為原料，采用原位復(fù)合技術(shù)制備Ag/MgO復(fù)合材料。XRD、XRF和XPS表征結(jié)果表明，所制備的產(chǎn)物是Ag/MgO復(fù)合物，并探討復(fù)合材料的制備過(guò)程中溶劑、氧化鎂粒徑對(duì)復(fù)合材料制備的影響以及原位復(fù)合的機(jī)制。以大腸桿菌ATCC25922為實(shí)驗(yàn)菌種對(duì)Ag/MgO復(fù)合材料進(jìn)行抗菌性能測(cè)試，結(jié)果表