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1、學(xué)號(hào)：Z1205022姓名：王建國(guó)單位：江蘇大學(xué)專業(yè)：材料工程指導(dǎo)老師：董明東老師Ag納米線/聚合物復(fù)合納米材料的靜電紡絲法制備及其抗菌性能研究2013-9-21、課題的研究背景、意義及現(xiàn)狀2、課題研究目標(biāo)、內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題3、課題的可行性分析及特色創(chuàng)新4、課題進(jìn)度安排課題的研究背景、意義及現(xiàn)狀研究背景納米銀由于小尺寸效應(yīng)和較大的比表面積，其抗菌效果好，且效力持久，是一種具有長(zhǎng)效性和耐候性的抗菌劑。但是納米銀易于氧化和聚合，這就對(duì)銀的回收再利用帶來(lái)困難，并且造成成本居高不下；而且銀有毒性，在用納米銀殺菌的過(guò)程中，容易造成二次污染。因此，成本較高以
2、及存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)限制了納米銀作為一種抗菌材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用。welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience研究意義銀具有良好的抗菌性，所以銀在生物醫(yī)學(xué)、水及空氣凈化、食品生產(chǎn)、化妝品、紡織以及許多家居產(chǎn)品方面都有著良好的應(yīng)用前景。只要解決納米銀作為抗菌材料使用過(guò)程中的回收問(wèn)題，就能夠極大的降低成本，同時(shí)也就解決了二次污染的問(wèn)題。這就為納米銀在各領(lǐng)域抗菌方面的應(yīng)用掃除了障礙。研究現(xiàn)狀在納米銀的表面包覆聚合物，可以有效地提高納米銀的穩(wěn)定性，阻止了納米銀的聚合
3、；以及降低納米銀的毒性。其中，納米纖維比表面積大、吸附性好，可以作為納米銀的優(yōu)良載體。靜電紡絲是制備納米纖維的一種簡(jiǎn)單有效的方法。目前有些報(bào)道是在電紡溶液中加入銀鹽，然后通過(guò)加熱、紫外線照射以及化學(xué)處理來(lái)還原銀離子使其成為銀納米顆粒，從而獲得納米銀/聚合物復(fù)合納米材料。也有報(bào)道是將制備好的納米銀直接加入到電紡聚合物溶液中進(jìn)行紡絲。表1 含納米銀粒涂料的抗菌性能張文鉦,王廣文,等.納米銀抗菌材料研發(fā)現(xiàn)狀[J].化工新型材料，2003,(31),2,42-44.張文鉦,王廣文,等.納米銀抗菌材料研發(fā)現(xiàn)狀[J].化工新型材料，2003,(31),2,42-4
4、4.不同抗菌物質(zhì)的殺菌效果圖1 納米銀粒、磺胺嘧啶銀和硝酸銀殺菌作用比較水熱法合成的納米銀(a)反應(yīng)溫度100℃(b)反應(yīng)溫度120℃(c)反應(yīng)溫度150℃圖2不同反應(yīng)溫度下反應(yīng)24h所得產(chǎn)物的TEM圖片圖中產(chǎn)物的水熱合成條件為：Gemini表面活性劑存在的情況下，以各自溫度在水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)24h。溫度對(duì)產(chǎn)物形貌有很大影響。對(duì)水熱反應(yīng)中銀納米線的形貌的影響因素還有反應(yīng)時(shí)間、原料種類、PVP與硝酸銀摩爾比、攪拌速度、進(jìn)料速度等。徐建、韓霞，等.水熱合成法制備高長(zhǎng)徑比的銀納米線[J].過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2006,(6)2,323-326.醇熱法合成銀納米線圖
5、3140℃不同反應(yīng)時(shí)間下所得產(chǎn)物的SEM和TEM照片所得銀納米線直徑約80nm,長(zhǎng)度分布在40～100μm之間。其合成條件為：140℃，水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)一定時(shí)間。2000r/min多次離心洗滌后60℃溫度下干燥4h。常鵬梅，陳亞芍，等.醇熱法合成單晶銀納米線及其表征[J].化學(xué)學(xué)報(bào)，2009(69),6,523-528.圖4雙甘氨肽模板法合成的單晶銀納米片模板法合成銀納米片圖中銀納米片的寬度約為800nm，厚度約為50nm。合成銀納米線的方法還有很多種，如：氣相合成法、、溶膠?凝膠法、熱解法等。不同的合成方法，不同的合成參數(shù)，不同的操作步驟都有可能會(huì)得
6、到不同形貌的納米銀。不同形貌的納米銀或許會(huì)有不同的抗菌性能。JianhuiYang，et.al,GlycylGlycineTemplatingSynthesisofSingle-CrystalSilverNanoplates.[J].CRYSTALGROWTH&DESIGN,2006,(6),9,2155-2158.靜電紡絲的工藝示意圖靜電紡絲就是聚合物溶液或熔體(電紡液)在一定的高壓靜電場(chǎng)內(nèi)，帶電的聚合物液滴在電場(chǎng)力的作用下在毛細(xì)管的Taylor錐頂點(diǎn)克服表面張力形成噴射細(xì)流，從而形成納米纖維的一種合成方法。圖5靜電紡絲示意圖圖6銀納米顆粒的(a)S
7、EM圖，(b)TEM圖，(c)HRTEM圖，(d)XPS圖譜由(a)SEM和(b)TEM圖片可以知道納米顆粒的平均直徑約為80納米；(c)可以看出該納米顆粒為單晶結(jié)構(gòu)；(d)XPS圖譜可以知道納米顆粒中不僅有銀，還有碳、氮、氧等元素，這些元素來(lái)自于聚合物PVP。JieSong.etal,SafeandEffectiveAgNanoparticlesImmobilizedAntimicrobialNanoNonwovens,[J]AdvancedEngineeringMaterials.2012,14,No.5.B240-B246.圖7純聚苯乙烯電紡絲和
8、固定銀顆粒的電紡絲兩種成分不同的電紡絲，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試分析，觀察其各方面性能的差異并找出原因。圖
