發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 10:16

【摘要】：納米材料在現(xiàn)實(shí)生活中的用途非常廣泛,在過(guò)去、現(xiàn)代的社會(huì)乃至未來(lái)的生活中都扮演著重要的角色。納米銀顆粒相比于傳統(tǒng)的材料具有其獨(dú)特的性能,例如:量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)等,人們也投入大量的精力來(lái)提高其各方面的性能。本論文首先合成了銀納米顆粒(AgNPs),然后用硫醇和卡賓兩種路線(xiàn)在其表面修飾上呋喃基團(tuán),隨后通過(guò)呋喃基團(tuán)與雙馬來(lái)酰亞胺發(fā)生Diels-Alder(DA)反應(yīng),進(jìn)而控制其納米顆粒尺寸的大小,最終得到不同的抗菌活性的納米銀抗菌材料。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.糠基硫醇路線(xiàn)。首先,將帶有呋喃基團(tuán)的硫醇與銀納米顆粒進(jìn)行配位反應(yīng),形成帶有呋喃基團(tuán)的銀納米顆粒。通過(guò)研究物料配比、溶劑、溫度、反應(yīng)時(shí)間等獲得其最佳合成條件,并且用掃描電子顯微鏡等手段對(duì)其進(jìn)行表征。然后,通過(guò)加入雙馬來(lái)酰亞胺(BMI)、使呋喃基團(tuán)和馬來(lái)酰亞胺發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng),調(diào)節(jié)溫度和反應(yīng)時(shí)間合成出不同尺寸以及不同抗菌活性的銀納米顆粒。并用紫外光譜、掃描電子顯微鏡(SEM)、納米粒度儀和X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS)對(duì)合成物進(jìn)行表征。通過(guò)這些表征可以觀察到與雙馬來(lái)酰亞胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)時(shí)對(duì)AgNPs的尺寸具有較大的影響,使AgNPs的尺寸在40 nm至800 nm之間變化。AgNPs的尺寸可以通過(guò)DA/r-DA反應(yīng)平衡的溫度控制。最后,將銀納米顆粒引入到含有大腸桿菌,李斯特菌和金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)基中,根據(jù)抑制圈直徑來(lái)評(píng)價(jià)銀納米顆粒抗菌活性。通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)這些顆粒是有效的殺菌劑。除此之外,隨著銀納米顆粒尺寸的增大,其抗菌活性呈逐漸降低。2.糠基卡賓路線(xiàn)。首先,將4-氯-4'-羥基二苯甲酮與糠醇經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)生成呋喃基重氮甲烷,并通過(guò)核磁、紅外光譜等手段測(cè)試每一步產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和純度。其次,將呋喃基重氮甲烷加入到合成的銀納米顆粒中,再加熱至120~oC,使卡賓化合物可以與銀納米顆粒表面上的羥基以共價(jià)鍵的形式相結(jié)合,形成修飾有呋喃基團(tuán)的銀納米顆粒。通過(guò)研究物料配比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和反應(yīng)溶劑等獲得最佳合成條件,并用透射電子顯微鏡進(jìn)行表征。然后,通過(guò)加入雙馬來(lái)酰亞胺,使呋喃和馬來(lái)酰亞胺發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng),通過(guò)調(diào)節(jié)溫度和反應(yīng)時(shí)間合成不同尺寸,不同抗菌活性的銀納米顆粒。并用紫外光譜、SEM、透射電子顯微鏡(TEM)、粒徑測(cè)試和XPS進(jìn)行表征;測(cè)試結(jié)果表明,AgNPs的尺寸可以通過(guò)DA/r-DA反應(yīng)平衡的溫度控制。最后,以青霉素作為參比研究了AgNPs的抗菌活性,發(fā)現(xiàn)不同尺寸的銀納米顆粒可以與不同濃度的青霉素抗菌活性相差不大,甚至有優(yōu)于該濃度下青霉素的抗菌活性。
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O614.122;TB383.1
【圖文】：

D-A 逆反應(yīng)在 80oC 以后發(fā)生，而蒽與雙馬來(lái)酰亞胺則進(jìn)行 D-A 逆反應(yīng)需要 200oC以上才可以。這也就是說(shuō)，蒽類(lèi)聚合物這一體系具有相對(duì)較好的熱穩(wěn)定性。性能測(cè)試結(jié)果也表明，在 100oC 下，保持 7 d 的修復(fù)效果為最佳效果：伸長(zhǎng)率的修復(fù)率能夠到 90%之多。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次修復(fù)之后，該材料依然具有較好的原有性能。催化領(lǐng)域：大多數(shù)的催化領(lǐng)域遭受條件的限制，例如催化劑的高額費(fèi)用，副產(chǎn)物的形成，有機(jī)溶劑的使用以及催化劑的高負(fù)荷使用延長(zhǎng)了反應(yīng)時(shí)間，這實(shí)際上是降低了方法的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。Chopra[19]課題組報(bào)道了通過(guò)衍生物 4 聚集體穩(wěn)定的銀納米顆粒作為催化劑，能夠用于在室溫下合成上以及生物上，重要的4+2 環(huán)加成反應(yīng)的結(jié)構(gòu)如圖 1.1。超分子組裝的發(fā)展以及它們作為反應(yīng)物和穩(wěn)定劑，用于制備金屬納米粒子不同形態(tài)的使用，這可以被用來(lái)作為有機(jī)轉(zhuǎn)變完成多種類(lèi)型的催化劑。該課題組設(shè)計(jì)并合成了 2, 9 或 2, 10 的位置上具有 4-甲酰苯基的五烯酮衍生物 4。該衍生物 4 在水介質(zhì)中表現(xiàn)出明顯的特征，并形成熒光聚集體。衍生物 4 的聚集體可以作為反應(yīng)器和穩(wěn)定劑，用于制備尺寸在 7 nm 范圍內(nèi)的球形AgNPs。這是 DA 環(huán)加成反應(yīng)中一種高效的、可重復(fù)使用的光催化劑/催化劑。

圖 1.2 PDDA-Ag+-Cys-MoS2體系示意圖以化學(xué)鍵的方法修飾：氟化反應(yīng)[22]：石墨烯的化學(xué)修飾對(duì)于擴(kuò)大其應(yīng)用是非常重要的，而其詳細(xì)工藝目前仍不明確。在此，Lai 課題組通過(guò)石墨烯的直接氟化反應(yīng)，研究石墨烯在化學(xué)修飾過(guò)程中物理-化學(xué)結(jié)構(gòu)演變的研究。球差校正透射電子顯微鏡(AC-TEM)表明，通過(guò)區(qū)域模式進(jìn)行直接氟化，會(huì)導(dǎo)致在石墨烯納米片上出現(xiàn)相應(yīng)的芳族區(qū)域和氟化區(qū)域。隨后對(duì)于氟化區(qū)域生長(zhǎng)的“擴(kuò)展模型”作為區(qū)域氟化的原因，并通過(guò) DFT 計(jì)算進(jìn)一步證明。擴(kuò)展模型表明如圖 1.3，初始氟化發(fā)生于石墨烯納米片上的一小塊位置，并且隨后的氟化發(fā)生在原始氟化區(qū)域附近，最終導(dǎo)致氟化反應(yīng)從氟化區(qū)域擴(kuò)展到芳族區(qū)域。這種特定的相變過(guò)程也可以控制氟化石墨烯(FG)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化。更有趣的是，所謂的“相位反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)氟化階段，在 FG 產(chǎn)物的某些性質(zhì)如能隙，光致發(fā)光強(qiáng)度或自旋中心密度等方面引起了躍遷。

圖 1.2 PDDA-Ag+-Cys-MoS2體系示意圖以化學(xué)鍵的方法修飾：氟化反應(yīng)[22]：石墨烯的化學(xué)修飾對(duì)于擴(kuò)大其應(yīng)用是非常重要的，而其詳細(xì)工目前仍不明確。在此，Lai 課題組通過(guò)石墨烯的直接氟化反應(yīng)，研究石墨烯在化修飾過(guò)程中物理-化學(xué)結(jié)構(gòu)演變的研究。球差校正透射電子顯微鏡(AC-TEM)表，通過(guò)區(qū)域模式進(jìn)行直接氟化，會(huì)導(dǎo)致在石墨烯納米片上出現(xiàn)相應(yīng)的芳族區(qū)域氟化區(qū)域。隨后對(duì)于氟化區(qū)域生長(zhǎng)的“擴(kuò)展模型”作為區(qū)域氟化的原因，并通 DFT 計(jì)算進(jìn)一步證明。擴(kuò)展模型表明如圖 1.3，初始氟化發(fā)生于石墨烯納米片上一小塊位置，并且隨后的氟化發(fā)生在原始氟化區(qū)域附近，最終導(dǎo)致氟化反應(yīng)從化區(qū)域擴(kuò)展到芳族區(qū)域。這種特定的相變過(guò)程也可以控制氟化石墨烯(FG)的結(jié)和性質(zhì)變化。更有趣的是，所謂的“相位反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)氟化階段， FG 產(chǎn)物的某些性質(zhì)如能隙，光致發(fā)光強(qiáng)度或自旋中心密度等方面引起了躍遷。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號(hào)：2765683