纳米银在织物表面的原位还原及其抗菌效果的研究

摘要

随着科技的发展和人类生活水平的日益提高，人们对生活品质的追求更趋向于环保、健康，纺织品的抗菌问题越来越引起世界各国的高度重视。因此，研制一种安全、耐久、具有普适性的抗菌整理方法对改善人民生活品质是非常有帮助的。
　　 本文采用一种生态处理方法对两种具有代表性的织物:亲水性的纯棉织物和超疏水的涤纶织物进行了抗菌整理，并对其抗菌性能进行了研究。
　　 首先利用多巴胺在温和的条件下，可以在多种底物表面发生聚合反应形成聚多巴胺薄膜的性质对织物进行改性处理，使织物表面均匀覆盖多层聚多巴胺薄膜，然后利用在潮湿的环境下具有较好粘附性和还原性的特性，在不加入其他还原剂的情况下，通过一步浸渍工艺将银离子在织物表面原位还原成银纳米粒子，并将其牢固的结合在织物表面，从而获得负载银纳米粒子的抗菌织物。
　　 采用X射线光电子能谱和X射线衍射研究了织物表面银的存在状态，用扫描电子显微镜和场发射电镜对聚多巴胺的膜结构和银纳米粒子的粒径及分布状态进行观察，探讨了多巴胺浓度和硝酸银浓度对织物表面银含量的影响，并对整理织物的抗菌耐久性进行了研究。
　　 研究结果表明:本方法制备的负载银纳米粒子的织物表面银粒子分布均匀、平均粒径在100nm以下，银含量随着多巴胺浓度或硝酸银浓度的提高而提高，在经受剧烈的皂洗处理时，虽然抗菌织物表面银含量的保留率较低，大约为30％，但银含量的流失主要集中在前10次皂洗过程中，占总共洗脱到皂洗液中银含量的90％左右，而在后续的皂洗过程中，银含量的流失很低，可以证明负载银纳米粒子的织物具有较好的耐久性。在对织物抗菌性进行研究的过程中，发现多巴胺改性织物基本不具有抗菌性，而对于只采用吸附工艺处理的织物，银离子含量较低，抗菌性能较差，且耐洗牢度低。而对于负载银纳米粒子的多巴胺改性织物，在经受30次剧烈的皂洗处理后，抗菌效果仍非常好，杀菌率可达到99.99％。
　　 本文实现了以一种浸渍工艺在不同性质底物表面制备载有银纳米粒子抗菌织物的要求，为抗菌整理的普适性奠定了基础。

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摘要

符号说明

1．绪论

1．1 引言

1．2 织物的抗菌整理

1．2．1 抗菌材料的国内外发展概况

1．2．2 抗菌整理剂的定义及分类

1．2．3 银系抗菌整理剂

1．3 盐酸多巴胺概述

1．3．1 多巴胺简介

1．3．2 多巴胺的结构

1．3．3 多巴胺的成膜机理

1．3．4 多巴胺与金属结合的机理

1．4 纳米银材料的制备方法

1．4．1 微乳液法

1．4．2 沉淀法

1．4．3 气相法

1．4．4 水热处理法

1．4．5 溶胶凝胶法

1．5 织物抗菌性能的测试

1．5．1 定量测试法

1．5．2 定性测试法

1．6 本课题的研究意义及内容

1．6．1 本课题研究的目的及意义

1．6．2 主要研究内容

2．抗菌织物的制备及测试方法

2．1 实验药品及仪器

2．1．1 实验原料

2．1．2 主要实验药品

2．2 含纳米银粒子的多巴胺改性织物的制备

2．2．1 实验原料的清洗处理

2．2．2 多巴胺改性织物的制备

2．2．3 银纳米粒子在多巴胺改性织物表面上的原位还原

2．2．4 银离子的吸附

2．3 测试和表征

2．3．1 改性后织物的表面形态表征

2．3．2 改性织物表面银状态的表征

2．3．3 抗菌织物银含量的定量分析

2．3．4 抗菌织物耐洗牢度测试

2．4 织物抗菌性能测试

2．4．1 抗菌性能测试的前期准备

2．4．2 织物的抗菌性能测定

3．银离子在多巴胺改性棉织物表面原位还原及抗菌效果的研究

3．1 引言

3．2 多巴胺在棉织物表面的聚合

3．2．1 多巴胺改性棉织物表面形态的分析

3．2．2 多巴胺改性棉织物表面化学组成的研究

3．3 银离子在多巴胺改性棉织物表面的原位还原

3．3．1 银离子在棉织物表面的原位还原

3．3．2 dopa-cotton／AgNPs织物的表面形态

3．3．3 cotton／Ag织物与dopa-cotton／AgNPs织物表面银含量的比较

3．3．4 dopa-cotton／AgNPs织物表面银纳米粒子的耐皂洗牢度

3．3．5 多巴胺浓度对棉织物表面银含量的影响

3．3．6 硝酸银浓度对棉织物表面银含量的影响

3．4 改性棉织物抗菌性能的研究

3．4．1 多巴胺改性棉织物的抗菌性能

3．4．2 cotton／Ag织物与dopa-cotton／AgNPs织物抗菌性研究

3．5 本章小结

4．银离子在多巴胺改性涤纶织物表面原位还原及抗菌效果的研究

4．1 引言

4．2 多巴胺在涤纶织物表面的聚合

4．3 银离子在多巴胺改性的涤纶织物表面的原位还原

4．3．1 银离子在涤纶织物表面的原位还原

4．3．2 dopa-PET／AgNPs织物的表面形态

4．3．3 PET／Ag织物与dopa-PET／AgNPs织物上银含量的比较

4．3．4 dopa-PET／AgNPs织物表面银纳米粒子的耐皂洗牢度

4．3．5 多巴胺浓度对涤纶织物表面银含量的影响

4．3．6 硝酸银浓度对涤纶织物表面银含量的影响

4．4 改性涤纶织物抗菌性能的研究

4．4．1 多巴胺改性涤纶织物的抗菌性能

4．4．2 PET／Ag织物与dopa-PET／AgNPs织物抗菌性能

4．5 本章小结

5．结论

参考文献

读研期间论文完成和发表情况

致谢