纳米硒和静电纺聚乙烯醇/纳米硒共混纤维性能的研究

摘要

硒是一种人体必需的微量元素，与人的健康有着密不可分的关系。人体内几乎所有的免疫细胞都含有硒元素，硒还是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分，具有稳定细胞膜的作用。缺硒将导致很多种疾病，科学适量地补充硒元素对人体内部器官具有很好的保护作用。红色的纳米硒不仅具有生物活性高和毒性低的特点，还具有提高人体免疫能力、抗衰老和抗病毒等功能。
　　本文采用模板法制备红色纳米硒，用水溶性的、无毒的、且具有良好生物相容性的聚乙烯醇为模板剂，用抗坏血酸为还原剂。探究了反应温度、反应时间、聚乙烯醇和抗坏血酸的添加量对纳米硒的形貌和分散性的影响;得出了制备红色纳米硒的最佳反应条件为:反应温度40℃、反应时间4h、聚乙烯醇和二氧化硒的质量比为1/7、抗坏血酸和亚硒酸的物质量之比为4∶1。
　　采用静电纺丝技术，通过反复研究得到了最佳纺丝工艺条件:聚乙烯醇的质量分数为8％、纺丝电压为10 kV、接收距离为20 cm、推进速度为0.001 mm/s。采用直接分散法，成功地将纳米硒添加到聚乙烯醇纤维中，得到了聚乙烯醇/纳米硒（PVA/Se）共混纤维。通过改变纳米硒的添加量发现，当纤维中纳米硒的质量分数不大于10％时，纳米硒在共混纤维中的分散性良好。
　　对纳米硒的细胞相容性和PVA/Se共混纤维的抗菌性进行了初步研究。MTT实验法研究结果表明，在实验浓度范围内，纳米硒的加入不会影响L929细胞正常的生长形态，并且对L929细胞的生长没有抑制作用，无细胞毒性，细胞相容性较好。抗菌性研究结果表明:纳米硒对大肠杆菌的生长具有一定的抑制作用，随着PVA/Se共混纤维中纳米硒质量分数的增加，其抗菌效果越来越明显。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 硒

1．1．1 硒简介

1．1．2 硒的来源和存在形式

1．1．3 硒的发展史

1．1．4 硒与人体健康

1．1．5 硒的作用

1．2 纳米硒

1．2．1 纳米硒的生物活性

1．2．2 纳米硒的制备方法

1．3 聚乙烯醇

1．4 静电纺丝技术

1．5 静电纺纳米纤维的应用

1．5．1 生物医用材料

1．5．2 增强材料

1．5．3 过滤材料

1．6 本论文研究目的及主要内容

第二章 试剂与仪器

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

第三章 纳米硒的制备及性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 反应原理

3．2．2 纳米硒的制备方法

3．2．3 小鼠成纤维细胞(L929细胞)的常规培养

3．3 性能测试

3．3．1 能量色散X射线光谱分析(EDX)

3．3．2 傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)

3．3．3 吸收光谱分析

3．3．4 扫描电子显微镜(SEM)

3．3．5 透射电子显微镜(TEM)

3．3．6 广角X射线衍射分析(XRD)

3．3．7 粒径分析

3．3．8 MTT实验法

3．4 结果与讨论

3．4．1 元素组成分析

3．4．2 红外光谱分析

3．4．3 广角X射线衍射分析

3．4．4 扫描电子显微镜分析(SEM)

3．4．5 吸收光谱分析

3．4．6 反应时间对纳米硒形成的影响

3．4．7 反应温度对纳米硒形成的影响

3．4．8 抗坏血酸的用量对纳米硒形成的影响

3．4．9 聚乙烯醇的用量对纳米硒形成的影响

3．4．10 纳米硒的粒径分析

3．4．11 纳米硒的细胞相容性分析

3．5 本章小结

第四章 静电纺PVA／Se共混纤维及性能研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 纺丝液的配制

4．2．2 静电纺丝过程

4．2．3 抗菌性能研究

4．3 性能测试

4．3．1 扫描电子显微镜(SEM)

4．3．2 透射电子显微镜(TEM)

4．3．3 纤维的直径分析

4．3．4 广角X射线衍射分析(XRD)

4．3．5 傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)

4．4 结果与讨论

4．4．1 聚乙烯醇浓度对纤维形貌的影响

4．4．2 纺丝电压对聚乙烯醇纤维形貌的影响

4．4．3 接收距离对聚乙烯醇纤维形貌的影响

4．4．4 纤维的扫描电子显微镜分析

4．4．5 纤维的透射电子显微镜分析

4．4．6 纳米硒和纤维的红外光谱分析

4．4．7 纳米硒和纤维的X射线衍射图分析

4．4．8 纳米硒和纤维的抗菌性能分析

4．5 本章小结

第五章 研究结论与展望

5．1 研究结论

5．2 问题与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢