【摘要】：石墨烯和氧化石墨烯都由單層碳原子以sp2雜化緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶格材料,作為碳的一種特殊結(jié)構(gòu)其具有大的比表面積、無耐藥性、生物相容性等特點(diǎn),在生物醫(yī)用領(lǐng)域中引起了極大的關(guān)注。近些年石墨烯的制備、性能的表征以及其在材料中的應(yīng)用都取得了重要的進(jìn)展。鹵銨鹽作為一種人們熟知的一種抗菌材料,其在抗菌領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。本文通過接枝改性氧化石墨烯(GO)制備了 1-羥甲基-5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲/氧化石墨烯(1-MDMH/GO)納米材料。該材料同時(shí)具有石墨烯長效抗菌性能,也具有鹵銨鹽抗菌廣譜性。通過FTIR、XRD、XPS、SEM、TEM、AFM、TG、以及Raman等方法對1-MDMH/GO納米材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。分別用金黃色葡萄球菌(S.cereus)和大腸桿菌(E.coli)的模擬體系通過平板計(jì)數(shù)法以及抑菌圈實(shí)驗(yàn)對GO和1-MDMH/GO的抗菌性能進(jìn)行檢測。通過平板計(jì)數(shù)法得到1-MDMH/GO對S.cereus的抑菌率達(dá)到了 97.9%,對E.coli的抑菌率達(dá)到92.4%;而1-MDMH/GO較之GO,相同條件下其對上述兩種細(xì)菌有更好的抑制能力,抗菌率分別提高了25.0%和33.3%。通過掃描電鏡照片觀察,1-MDMH/GO納米材料處理后的細(xì)胞膜遭到了嚴(yán)重的破壞。采用靜電紡絲技術(shù),通過改變聚合物不同的溶劑體系、紡絲工藝參數(shù)以及1-MDMH/GO用量的條件制備了具有多孔的納米纖維。并對制得的納米復(fù)合纖維進(jìn)行了性能測試和比較,最終確定了最佳的紡絲工藝為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-丙酮混合溶劑質(zhì)量比為4:1、紡絲電壓為20 Kv、聚丙烯腈濃度為15%、接收距離為15 cm以及復(fù)合纖維負(fù)載1-MDMH/GO用量為15%時(shí)制得的纖維性能最好。通過抗菌實(shí)驗(yàn)測試,得到其對S.cereus的抑菌率達(dá)到了87.5%,對E.coli的抑菌率達(dá)到81.6%。表明得到的納米復(fù)合纖維具有很好的抗菌應(yīng)用前景。
[Abstract]:Both graphene and graphene oxide are two dimensional honeycomb lattice materials, which are composed of monolayer carbon atoms and sp2 hybrids. As a special structure of carbon, graphene and graphene oxide have the characteristics of large specific surface area, no resistance, biocompatibility and so on. It has attracted great attention in the field of biomedicine. In recent years, important progress has been made in the preparation, characterization and application of graphene. Halogen ammonium salt, as a well-known antibacterial material, has been applied in antibacterial field. In this paper, 1-hydroxymethyl-5-dimethyl acetonide / graphene oxide (1-MDMH/GO) nanomaterials were prepared by graft modification of graphene oxide (GO). The material also has long-effect antibacterial properties of graphene and wide-spectrum antibacterial properties of ammonium halides. The microstructure and properties of 1-MDMH/GO nanomaterials were characterized by FTIR,XRD,XPS,SEM,TEM,AFM,TG, and Raman. The antibacterial properties of Staphylococcus aureus (S.cereus) and Escherichia coli (E.coli) were tested by plate counting method and bacteriostasis test respectively by using the simulation system of Staphylococcus aureus (S.cereus) and Escherichia coli (E.coli). The bacteriostatic rate of 1-MDMH/GO on S.cereus and E.coli was 97.9 and 92.4respectively, and that of 1-MDMH/GO was better than that of GO, under the same condition, and the antibacterial rate of 1-MDMH/GO was increased by 25.0% and 33.3%, respectively. By scanning electron microscope (SEM) photos, the membrane of 1-MDMH/GO nanomaterials was severely damaged. The porous nanofibers were prepared by electrospinning technology by changing the solvent system of polymer spinning process parameters and the amount of 1-MDMH/GO. The properties of the nanocomposite fibers were tested and compared. The optimum spinning process was determined as follows: the mass ratio of NN- dimethylformamide (DMF) to acetone was 4: 1, the spinning voltage was 20 Kv, the concentration of polyacrylonitrile was 15, the receiving distance was 15 cm, and the amount of composite fiber loaded 1-MDMH/GO was 15. The fiber has the best properties. The bacteriostatic rate of S.cereus and E.coli were 87.5% and 81.6% respectively. The results show that the nanocomposite fiber has a good prospect of antibacterial application.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ342.94;TB34

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本文編號(hào)：2274991