本文關(guān)鍵詞：銀納米線—活性碳纖維布復(fù)合材料的制備及其消毒性能研究

  更多相關(guān)文章： 銀納米線 活性碳纖維布 UV固化膠 抗微生物 電化學(xué)消毒

【摘要】：安全的飲用水是人民群眾安居樂(lè)業(yè)的重要保障,目前,在農(nóng)村落后地區(qū),仍然有大量的群眾喝不上安全潔凈的飲用水,其中,微生物污染是造成飲用水不安全的首要原因,這嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝嗣竦慕】狄约吧鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而傳統(tǒng)的飲用水消毒技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)大規(guī)模應(yīng)用存在一定的難度,因此,開(kāi)發(fā)飲用水消毒的新材料和新技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以具有抗菌性的銀納米線(silver nanowires,AgNWs)為核心材料,以導(dǎo)電性能良好的活性碳纖維布(active carbon fiber cloth,ACFC)為基底材料,采用UV固化技術(shù),快速合成了AgNWs-ACFC復(fù)合材料。XRD,FTIR,FESEM對(duì)材料進(jìn)行的表征顯示,AgNWs分散在ACFC表面,并互相搭接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并帶有“納米針”結(jié)構(gòu)。AgNWs負(fù)載量越大,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。GFAAS分析表明該復(fù)合材料的銀釋放量低于100μg/L,UV膠能夠有效避免水流的沖擊影響,減少AgNWs的泄露,提高AgNWs在ACFC表面的負(fù)載穩(wěn)定性�？咕鷮�(shí)驗(yàn)表明UV膠和ACFC不具有抗菌性,AgNWs則發(fā)揮著重要的抗菌作用。而且,AgNWs負(fù)載量越大,其抗菌性能越強(qiáng)。UV膠會(huì)降低AgNWs-ACFC的抗菌性,且使用濃度越高,其對(duì)AgNWs抗菌性的削弱越強(qiáng)。在無(wú)電場(chǎng)作用下,AgNWs-ACFC的抗菌性能與其銀釋放量有關(guān),AgNWs-ACFC的銀釋放量越大,抗菌性能越好。根據(jù)AgNWs-ACFC的抗菌和導(dǎo)電特點(diǎn),設(shè)計(jì)了電化學(xué)過(guò)濾消毒裝置,以大腸桿菌和MS2噬菌體為目標(biāo)微生物,研究了材料的電化學(xué)消毒性能。結(jié)果表明,AgNWs-ACFC在電場(chǎng)中能實(shí)現(xiàn)快速消毒,其對(duì)濃度為106 CFU/m L(PFU/m L)的大腸桿菌和MS2噬菌體的最大去除率均超過(guò)99.9%。電壓越高,AgNWs-ACFC的電化學(xué)消毒性能越強(qiáng),但提高濾速和微生物濃度對(duì)消毒性能有負(fù)面影響。電場(chǎng)和AgNWs對(duì)微生物體的電穿孔作用是AgNWs-ACFC電化學(xué)消毒的主要機(jī)理。電壓越高,AgNWs負(fù)載量越大,AgNWs對(duì)微生物體的電穿孔作用越強(qiáng),而Ag~+和ROS在低電壓下也發(fā)揮一定的消毒作用。
【關(guān)鍵詞】：銀納米線 活性碳纖維布 UV固化膠 抗微生物 電化學(xué)消毒
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;TU991.25
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 飲用水安全現(xiàn)狀與問(wèn)題10-11
• 1.1.1 我國(guó)飲用水安全現(xiàn)狀10
• 1.1.2 農(nóng)村飲用水安全問(wèn)題10-11
• 1.2 傳統(tǒng)飲用水消毒技術(shù)11-12
• 1.3 銀納米抗菌材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展12-20
• 1.3.1 銀納米顆粒的抗菌性質(zhì)與機(jī)理12-14
• 1.3.2 銀納米復(fù)合材料的分類14-18
• 1.3.3 銀納米復(fù)合材料的合成方法18-19
• 1.3.4 銀納米復(fù)合材料在水消毒中的應(yīng)用19-20
• 1.4 UV固化材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展20-21
• 1.5 電化學(xué)消毒法的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展21-24
• 1.5.1 電化學(xué)消毒機(jī)理21-22
• 1.5.2 銀納米復(fù)合材料在電化學(xué)消毒中的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.6 研究目的與意義24
• 1.7 研究思路與內(nèi)容24-26
• 1.7.1 研究思路24-25
• 1.7.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 銀納米線-活性碳纖維布復(fù)合材料的制備26-42
• 2.1 材料與方法26-33
• 2.1.1 試劑與儀器26-27
• 2.1.2 銀納米線-活性碳纖維布復(fù)合材料制備方法27-29
• 2.1.3 表征方法29-30
• 2.1.4 電化學(xué)消毒過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)與調(diào)試30-32
• 2.1.5 AgNWs-ACFC負(fù)載穩(wěn)定性評(píng)價(jià)32-33
• 2.2 結(jié)果與討論33-40
• 2.2.1 銀納米線的結(jié)構(gòu)表征33-34
• 2.2.2 銀納米線-活性碳纖維布的結(jié)構(gòu)特性34-37
• 2.2.3 銀納米線-活性碳纖維布的負(fù)載穩(wěn)定性37-40
• 2.3 本章小結(jié)40-42
• 第三章 銀納米線-活性碳纖維布復(fù)合材料的消毒性能42-58
• 3.1 材料與方法42-48
• 3.1.1 試劑與儀器42-43
• 3.1.2 抗菌實(shí)驗(yàn)方法43-48
• 3.2 結(jié)果與討論48-57
• 3.2.1 抑菌圈實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48-49
• 3.2.2 抑菌生長(zhǎng)曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析49-50
• 3.2.3 電化學(xué)消毒實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-57
• 3.3 本章小結(jié)57-58
• 第四章 銀納米線-活性碳纖維布復(fù)合材料的電化學(xué)消毒機(jī)理研究58-69
• 4.1 材料與方法58-61
• 4.1.1 試劑與儀器58-59
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法59-61
• 4.2 結(jié)果與討論61-68
• 4.2.1 銀離子對(duì)消毒性能的貢獻(xiàn)61-63
• 4.2.2 活性氧化物質(zhì)對(duì)消毒性能的貢獻(xiàn)63-65
• 4.2.3 電場(chǎng)和銀納米線物理作用對(duì)細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)的作用65-68
• 4.3 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 結(jié)論69-70
• 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果77-78
• 致謝78-79
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)79

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本文編號(hào)：905041