蛋白质共轭氧化锌纳米复合物和二维薄膜的制备及功能研究

摘要

氧化锌纳米材料(ZnO)因其具有粒径小、比表面积大、活性位点多等特点，在很多领域有着广泛的应用前景，尤其在光催化和抑菌方面有着独特的优势。本文首先以廉价易得的玉米蛋白(Zein)为模板，采用仿生合成技术在温和的条件下制备了玉米蛋白共轭氧化锌纳米复合物。分别采用扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对样品的形貌进行了观察，用热重-差热综合热分析仪、粉末X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对材料的成分和含量进行了分析。考虑到纳米样品存在回收和重复利用困难的不足，本研究进一步对蛋白质共轭氧化锌纳米复合物进行优化，合成了磁性蛋白质共轭氧化锌和蛋白质共轭氧化锌二维薄膜。最后，分别对三种物质的抑菌活性和光催化活性进行测试。本文的工作主要包括以下三个方面:
　　(1)合成了颗粒均匀、分散性好的玉米蛋白共轭氧化锌纳米复合物(Zein-ZnO)。利用琼脂扩散法，对复合物的抑菌性进行了分析。结果表明:合成的Zein-ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有明显的抑制作用，对两种菌的抑制效果均随着样品浓度的增加而增强。光催化测试结果表明:在600 w高压汞灯照射下，Zein-ZnO对甲基橙有良好的降解活性，且具有良好的光催化稳定性。
　　(2)以玉米蛋白共轭氧化锌纳米复合物为基础，采用离子吸附的方法，在温和的条件下合成了磁性蛋白质共轭氧化锌纳米复合物(磁性Zein-ZnO)。利用琼脂扩散法，对合成复合物的抑菌活性进行了测试。结果表明:掺铁后的蛋白质共轭氧化锌纳米复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌依然有明显的抑制作用，产生的抑菌圈的大小随着样品浓度的增大而增大。光催化测试结果表明:磁性Zein-ZnO对甲基橙在15min后的降解率为56.84％，120 min后达到68.77％。磁性Zein-ZnO对甲基橙有良好的光催化活性，该材料的光催化循环稳定性有待进一步探讨。
　　(3)合成了透明、均一的Zein-ZnO薄膜。稳定性测试表明:复合膜在水溶液中比较稳定，经过四周的释放，氧化锌的最大释放量为17.4％(pH=7)。抑菌性结果表明:复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有明显的抑制作用，释放后的膜对两种菌的抑菌性较为稳定，这与复合膜在水中释放的结果相一致。光催化测试结果表明:15min后膜对甲基橙的降解率为6.32％，120 min后的降解率为24.56％，对甲基橙光催化活性低。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 氧化锌概况

1．2．1 氧化锌的性质

1．2．2 氧化锌纳米材料的制备方法

1．2．3 氧化锌纳米材料的应用

1．3 本论文的研究目的和研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

第二章 蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的合成及活性分析

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 药品

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验方法

2．2．4 表征方法

2．2．5 抑菌活性测试

2．2．6 光催化活性测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的合成

2．3．2 蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的抑菌活性分析

2．3．3 蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的光催化活性分析

2．4 小结

第三章 磁性蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的合成及活性分析

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 药品

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验方法

3．2．4 表征方法

3．2．5 抑菌活性测试

3．2．6 光催化活性测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 磁性蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的合成

3．3．2 磁性蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的抑菌活性分析

3．3．3 磁性蛋白质共轭氧化锌纳米复合物的光催化活性分析

3．4 小结

第四章 蛋白质共轭氧化锌二维薄膜的合成及活性分析

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 药品

4．2．2 实验仪器

4．2．3 实验方法

4．2．4 表征方法

4．2．5 复合膜的稳定性测试

4．2．6 抑菌活性检测

4．2．7 抑菌活性稳定性检测

4．2．8 光催化活性测试

4．3 结果与讨论

4．3．1 蛋白质共轭氧化锌二维薄膜的合成

4．3．2 蛋白质共轭氧化锌二维薄膜在水溶液中稳定性分析

4．3．3 蛋白质共轭氧化锌二维薄膜抑菌活性分析

4．3．4 蛋白质共轭氧化锌二维薄膜抑菌稳定性分析

4．3．5 蛋白质共轭氧化锌二维薄膜光催化活性分析

4．4 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

声明