納米銀粉的制備及其涂層抗海洋生物附著和抑菌性能研究.pdf

1、作為一種應(yīng)用前景廣闊的新型材料,納米銀被廣泛用于抗菌材料、醫(yī)藥材料、裝飾材料等。針對(duì)它在抑菌方面的功效,將其運(yùn)用于抗海洋生物附著及抑制海洋細(xì)菌生長性能的初步研究。
　　 本研究采用液相化學(xué)還原法制備納米銀粉。該法對(duì)設(shè)備要求不高,工藝條件易于控制,可獲得粒度分布較窄的納米銀粉,且產(chǎn)率高。實(shí)驗(yàn)中選用硝酸銀為原料,羧甲基纖維素鈉為還原劑,PVP為高分子保護(hù)劑,制備了近似球狀、分散性良好的納米銀粉。研究發(fā)現(xiàn),較佳反應(yīng)溫度是60℃,反應(yīng)時(shí)

2、間6h,PVP與硝酸銀的質(zhì)量濃度比為1:3。0.34g硝酸銀加入20ml去離子水中配制硝酸銀溶液,羧甲基纖維素鈉0.012g、PVP0.1g、去離子水20mL,配制還原液,滴加0.1mol/L氫氧化鈉,調(diào)節(jié)pH到8。在水浴溫度60℃的條件下,制備納米銀溶膠。將所制得的納米銀溶膠離心分離,沉淀分別用無水乙醇和去離子水洗滌三次,在50℃真空干燥箱中干燥24h,得到納米銀粉末。經(jīng)TEM、XRD、紫外可見分光光度計(jì)等檢測,通過該較佳工藝條件制得

3、的納米銀粒子類球狀,并且分布均勻;粒子純度高,平均粒徑小,粒徑分布窄。
　　 分別采用定性和定量兩種實(shí)驗(yàn)方法,檢測了制備的納米銀粉對(duì)兩種海洋細(xì)菌的抗菌性能。通過抑菌圈法進(jìn)行對(duì)本實(shí)驗(yàn)制備的納米銀粉進(jìn)行定性抗菌檢測,發(fā)現(xiàn)其具有很強(qiáng)的抗菌性能。采用梯度稀釋法和平板菌落計(jì)數(shù)法,定量測試得到芽抱桿菌和氯酚節(jié)桿菌菌液與納米銀粉溶膠接觸24h后的滅菌率,分別高達(dá)100％和99.6％,說明本實(shí)驗(yàn)制備的納米銀粉對(duì)兩種海洋細(xì)菌具有很好的滅菌作用。通

4、過對(duì)不同濃度納米銀水溶液抗菌性的測試,得出在較低濃度下的納米銀即能抑制兩種海洋細(xì)菌的生長,并且隨著納米銀濃度的增加其抑菌效果增強(qiáng)。
　　 使用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備不同濃度的納米銀涂層,考察在不同海洋藻類環(huán)境下涂層表面的附著情況。結(jié)果表明,納米銀涂層和納米銀/聚氨酯復(fù)合涂層都對(duì)海洋硅藻類、綠藻類和藍(lán)藻類附著有較好的抑制作用,且納米銀濃度越高,對(duì)藻類附著的抑制作用越明顯。說明納米銀含量對(duì)抗附著性能有較大影響。這是由于在同樣環(huán)境下,銀含量越

5、高,銀離子的溶出量越大,生物被銀離子殺死數(shù)量也就越大。其中,在新月菱形藻和聚球藻的生長環(huán)境中結(jié)果最為理想。空白涂層在新月菱形藻生長環(huán)境中浸泡14天之后,表面附著量幾乎達(dá)到350個(gè)/cm2,而涂覆了0.06wt％納米銀涂層的表面幾乎沒有任何附著;海洋實(shí)際環(huán)境下浸泡試驗(yàn)表明,納米銀/聚氨酯和納米銀/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層能夠有效防止海洋生物在試驗(yàn)表面附著,當(dāng)納米銀含量為0.06wt％時(shí),能在保證涂層與材料表面結(jié)合良好的情況下,起到阻止海洋生物附著