本文關(guān)鍵詞：聚多巴胺輔助納米材料功能化蠶絲的制備與應(yīng)用

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【摘要】：蠶絲作為一種天然纖維,具有穿著舒適,光滑柔軟,透氣性好等優(yōu)良性能。然而,它也存在著一些固有缺陷,比如光致老化、發(fā)黃,易皺,易滋生細(xì)菌。為克服以上不足,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在蠶絲表面改性、表面功能化方面進(jìn)行了大量研究。利用納米功能材料修飾蠶絲,進(jìn)而拓展其功能是一種有效、安全的手段。納米銀修飾抗菌蠶絲,是目前研究最多的納米修飾蠶絲材料。在已有報(bào)道中,納米銀的修飾需用到還原試劑或γ射線輻射等。大型輻射設(shè)備以及環(huán)境污染性試劑的使用,嚴(yán)重地限制了納米銀修飾蠶絲的實(shí)際應(yīng)用。此外,如何實(shí)現(xiàn)較高的納米銀負(fù)載量,是需要考慮的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本研究針對(duì)以上問(wèn)題,探究了通過(guò)聚多巴胺(polydopamine,PDA)表面修飾,實(shí)現(xiàn)無(wú)外加還原劑的貴金屬納米材料蠶絲表面原位合成,并對(duì)納米材料修飾后蠶絲的抗菌、表面增強(qiáng)拉曼(SERS)、催化等應(yīng)用進(jìn)行了研究。主要工作如下:1.聚多巴胺修飾蠶絲表面銀納米粒子的原位合成采用PDA修飾蠶絲,進(jìn)而輔助銀納米粒子(Ag NPs)在蠶絲表面原位合成。結(jié)果表明Ag NPs均勻分布在PDA修飾的蠶絲表面,其粒徑為30-90 nm,同時(shí)Ag NPs具有良好的面心立方結(jié)構(gòu)。生長(zhǎng)曲線和抑菌環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ag NPs修飾蠶絲具有良好的抗菌性能。經(jīng)與紫外照射法制備的材料對(duì)比,發(fā)現(xiàn)PDA輔助Ag NPs修飾蠶絲銀離子釋放量更多且釋放時(shí)間更長(zhǎng),表明Ag NPs的負(fù)載量更高和其抗菌性能更加持久。2.聚多巴胺修飾蠶絲表面Fe~(3+)輔助銀納米片的原位合成通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在PDA修飾蠶絲過(guò)程中添加Fe~(3+)可介導(dǎo)銀納米片的原位合成。經(jīng)SEM表征證實(shí),50μg/mL FeCl3和50 mM AgNO3的合成體系可制得高密度銀納米片,且通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間可實(shí)現(xiàn)對(duì)銀納米片尺寸的調(diào)控�；趯�(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出了一種可能機(jī)制來(lái)解釋銀納米片的合成過(guò)程。這一機(jī)制包括Fe~(3+)在PDA膜中的嵌入,Ag NPs在PDA膜中成核以及Fe~(3+)調(diào)控的納米銀定向生長(zhǎng)過(guò)程。拉曼光譜圖表明銀納米片可增強(qiáng)PDA的拉曼散射峰,制備的銀納米片修飾蠶絲可作為靈活基底應(yīng)用于基于SERS的生物傳感器領(lǐng)域。3.聚多巴胺修飾蠶絲表面金納米粒子的原位合成采用PDA修飾蠶絲,進(jìn)而在其表面原位合成金納米粒子(Au NPs)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Au NPs均勻分布在PDA修飾的蠶絲表面且具有良好的面心立方結(jié)構(gòu);在5 mg/mL HAuCl4反應(yīng)10 min制備的Au NPs修飾蠶絲其催化性能最佳,反應(yīng)速率常數(shù)為0.087 min-1;連續(xù)循環(huán)六次反應(yīng)后,催化劑仍然表現(xiàn)出很高的催化活性,證明蠶絲負(fù)載Au NPs催化劑可用于重復(fù)和循環(huán)使用,同時(shí)也表明PDA還原的Au NPs與蠶絲結(jié)合牢固。本研究為對(duì)硝基苯酚催化反應(yīng)催化劑的制備提供了一個(gè)新的途徑。綜上所述,本研究發(fā)展了經(jīng)PDA輔助,在蠶絲表面原位合成高密度Ag NPs、銀納米片和Au NPs的方法,并進(jìn)一步探索納米材料修飾蠶絲在抗菌、SERS以及催化領(lǐng)域的應(yīng)用。本研究可望為納米材料修飾蠶絲提供新的方法,并進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TS195.5;TB383.1

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本文編號(hào)：1215064