羟基功能化纳米银的制备及其载银甲壳素纤维的性能研究

摘要

为了提高甲壳素纤维的抗菌性能，本文设计了一种非离子体系羟基功能化纳米银溶液，采用浸渍吸附法制备了载银甲壳素纤维。研究了甲壳素纤维对羟基功能化纳米银的吸附性能，并对其吸附机理进行了分析。为甲壳素纤维负载/吸附金属纳米颗粒的研究开辟了一条新的方向。
　　以丙烯酸甲酯、二乙醇胺和1,1,1-三羟甲基丙烷（TMP）为原料，合成了端羟基超支化聚（胺-酯）（HBP-OH），利用合成的 HBP-OH制备了一种羟基功能化纳米银溶液，采用UV-vis、DLS和TEM对其进行表征，结果表明制备得到的纳米银溶液具有良好分散性和均匀性，纳米银平均粒径约为15 nm，且符合非离子体系纳米银溶液的ζ电位变化规律。
　　研究了羟基功能化纳米银的耐化学性、耐温性及其抗菌性能。结果表明，羟基功能化纳米银溶液具有良好的耐化学性和耐温性，对E. coli和S. aureus均具有显著的抗菌作用，最小抑菌浓度均约为4 mg/L。
　　采用可见光分光光度法研究了甲壳素纤维对羟基功能化纳米银的吸附性能并探讨了吸附机理。最优吸附工艺为：纳米银溶液浓度为80 mg/L，浸渍温度为90℃，浸渍时间为120 min。当纳米银溶液浓度为80 mg/L时，甲壳素纤维对纳米银的吸附量高达3390 mg/kg。甲壳素纤维对羟基功能化纳米银溶液具有较强吸附性能的吸附机理在于两方面：静电吸附作用和氢键缔合作用。
　　采用SEM、XRD、XPS、FTIR对载银甲壳素纤维的微观形貌、表面元素成分以及化学结构进行了分析，并研究了载银甲壳素纤维（织物）的抗菌性能、力学性能和透气性能。结果表明，载银甲壳素纤维表面负载的纳米颗粒为单质银，且未被氧化，甲壳素纤维的化学性质也未发生改变；载银甲壳素纤维具备了优异的抗菌性能；经纳米银处理后，甲壳素织物断裂强力有所提高，但并不明显，甲壳素织物良好的透气性能并未受到影响。

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第一章 序言

1.1 甲壳素纤维

1.2 纳米银溶液体系

1.3 载银纤维的研究现状

1.4 超支化聚合物

1.5 本课题的提出

第二章 羟基功能化纳米银的合成及其工艺优化

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 羟基功能化纳米银溶液的性能表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 甲壳素纤维对羟基功能化纳米银的吸附性能

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 甲壳素纤维对羟基功能化纳米银的吸附机理

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 载银甲壳素纤维的性能分析

6.1 引言

6.2 实验部分

6.3 结果与讨论

6.4 本章小结

第七章 结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢