本文選題：環(huán)境友好　切入點：層層靜電自組裝　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著人民生活水平的不斷提高,人們對健康生活環(huán)境的渴望也日益強(qiáng)烈。然而隨著社會進(jìn)步,人與人之間的接觸和交流也越來越頻繁,這也無形中為細(xì)菌的傳播提供了便利,新型"超級細(xì)菌"也應(yīng)運(yùn)而生,傳統(tǒng)的抗菌劑或抗菌材料已經(jīng)難以發(fā)揮有效的作用。為應(yīng)對各類細(xì)菌的挑戰(zhàn)同時又滿足人們對健康環(huán)保的要求,新型環(huán)境友好型強(qiáng)效抗菌材料的開發(fā)已經(jīng)刻不容緩。本論文中,我們通過一種簡便且綠色環(huán)保的方法—"層層靜電自組裝",以Fe_3O_4磁性納米粒子為載體,在Fe_3O_4表面構(gòu)建了聚陽電解質(zhì)季銨化殼聚糖和聚陰電解質(zhì)海藻酸鈉抗菌多層膜。然后以聚電解質(zhì)多層膜為模板,以抗壞血酸為還原劑將銀離子原位還原成納米銀負(fù)載在多層膜上,制備得到了可回收的季銨化殼聚糖/納米銀型雙重磁性納米粒子抗菌復(fù)合材料(CG7@Ag)。并研究了不同組裝條件和載銀條件對制得的復(fù)合抗菌納米材料的影響。具體研究過程如下:1、首先通過共沉淀法制備得到了磁性納米粒子顆粒,然后通過聚丙烯酸的修飾使Fe_3O_4表面羧基化引入負(fù)電荷,再通過靜電力的吸附作用依次吸附帶異種電荷的聚電解質(zhì),構(gòu)建多層抗菌膜。接著以抗壞血酸為還原劑還原吸附在多層膜上的銀離子,生成納米銀。利用紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、透射電鏡(TEM)、Zeta電位和動態(tài)光散射粒徑分析(DLS)對制備得到的雙重抗菌復(fù)合材料的自組裝過程,化學(xué)組成,表面形貌以及磁性等進(jìn)行了全面系統(tǒng)的表征。通過電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP)對銀離子釋放過程進(jìn)行了監(jiān)測。以革蘭氏陽性菌(S.aureus)和革蘭氏陰性菌(E.coli)為樣本,對雙重磁性納米粒子抗菌復(fù)合材料進(jìn)行了一系列抗菌表征,包括"抑菌圈測試"、"抗菌動力學(xué)測試"和"循環(huán)抗菌測試"�？咕Y(jié)果顯示,CG7@Ag雙重抗菌復(fù)合粒子對S.aureus和E.coli都表現(xiàn)出快速有效的抗菌性能,且經(jīng)過5輪循環(huán)抗菌后仍表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌作用。2、探究了 Fe_3O_4表面羧基化過程中聚丙烯酸(PAA)的加入量;磁性納米粒子分散液與聚電解質(zhì)溶液加入的先后順序;組裝液濃度和組裝時間這4個因素對靜電自組裝結(jié)果的影響。通過Zeta電位和動態(tài)光散射粒徑分析(DLS)對組裝過程進(jìn)行跟蹤和分析,最終確定了較佳的組裝條件。3、通過透射電鏡(TEM)觀察載銀過程中不同銀離子濃度對負(fù)載的銀納米粒子尺寸的影響,并通過抑菌圈實驗和抗菌動力學(xué)實驗比較了不同載銀粒徑對最終制得的復(fù)合抗菌納米材料抗菌性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)負(fù)載的銀納米粒子的尺寸較小時,所制得的復(fù)合抗菌材料的抗菌性能越好。
[Abstract]:With the continuous improvement of people's living standards, people's desire for a healthy living environment has become increasingly strong. However, with the progress of society, contacts and exchanges between people have become more and more frequent, which has virtually facilitated the spread of bacteria. New "super bacteria" have emerged as the times require. Traditional antimicrobial agents or antimicrobial materials have been difficult to play an effective role. In order to meet the challenges of all kinds of bacteria and meet people's requirements for health and environmental protection, The development of new environment-friendly strong antibacterial materials is urgent. In this paper, we adopt a simple and green method, "layer by layer electrostatic self-assembly", using Fe_3O_4 magnetic nanoparticles as the carrier. Quaternary ammonium chitosan and sodium alginate polynegative electrolyte multilayers were constructed on the surface of Fe_3O_4, and then the polyelectrolyte multilayers were used as templates, and ascorbic acid was used as reducing agent to reduce silver ions in situ to nanoscale silver loaded on the multilayer films. The recoverable quaternary chitosan / nano-silver double magnetic nanoparticles antibacterial composite (CG7) was prepared. The effects of different assembling conditions and silver carrier conditions on the composite antibacterial nanomaterials were studied. The process is as follows: 1. First, magnetic nanoparticles were prepared by coprecipitation. Then the surface carboxylation of Fe_3O_4 was modified by polyacrylic acid to introduce negative charge, and then the polyelectrolyte with dissimilar charge was sequentially adsorbed by hydrostatic adsorption. A multilayer antibacterial film was constructed. Then ascorbic acid was used as reducing agent to reduce the silver ions adsorbed on the multilayer film. Nanocrystalline silver was produced. The self-assembly process and chemical composition of the prepared double antibacterial composites were studied by FTIR, TGX, TEM, TEM and DLSs. The surface morphology and magnetic properties were systematically characterized. The silver ion release process was monitored by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP). The samples of S. aureus and E.coli were Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria. A series of antimicrobial characterization of double magnetic nanoparticles antibacterial composite was carried out. These include "bacteriostasis test", "antimicrobial kinetic test" and "cyclic antibacterial test". The antibacterial results show that the double antibacterial composite particles of CG7 @ @ Ag exhibit rapid and effective antibacterial properties against S. aureus and E. coli. After 5 rounds of antibacterial cycle, it still showed strong antibacterial effect. 2. The addition amount of polyacrylic acid (PAA) in the carboxylation process of Fe_3O_4, the sequence of addition of magnetic nanoparticles dispersion and polyelectrolyte solution, and the order of addition of PAA and PAA in the process of carboxylation of Fe_3O_4 surface were investigated. The influence of the concentration of the solution and the assembly time on the electrostatic self-assembly results was studied. The assembly process was tracked and analyzed by Zeta potential and dynamic light scattering particle size analysis (DLS). Finally, the better assembly condition was determined. The effect of silver ion concentration on the size of silver nanoparticles was observed by TEM (TEM). The effects of different silver particle sizes on the antibacterial properties of the composite antibacterial nanomaterials were compared by the bacteriostasis test and the antibacterial kinetic experiment. The results showed that the size of the loaded silver nanoparticles was small. The antibacterial properties of the composite antibacterial materials are better.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33

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本文編號：1558659