银/聚苯胺复合材料的制备与抗菌性能研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Garyzhaoqi
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利用苯胺与银离子之间的络合,苯胺单体由于静电作用形成类似“笼状结构”,银离子被包围在中间,加入氧化剂原位合成聚苯胺和银纳米粒子。通过研究溶剂、氧化剂、还原剂、反应时间、温度和投入比R值对复合材料的影响,探索制备银/聚苯胺(Ag/PANI)复合材料的最优制备方法,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR),X射线光电子能谱分析仪(XPS)对复合材料进行测试与分析,发现在无溶剂体系下,以过硫酸铵为氧化剂制备Ag/PANI复合材料最为理想,能大幅度提高银的利用率。SEM、TEM、XRD图显示对该方法制备的Ag/PANI复合材料银纳米粒子粒径大概在10 nm左右,且被聚苯胺完全包裹。对不同R值和质量的抗菌材料进行抗菌性能测试,抗菌测试结果显示Ag/PANI复合材料对酵母菌具有良好的抗菌性能。在培养基浓度为3 mg/mL以上时,Ag/PANI-50抗菌剂的抗菌率可达到99.7%,且Ag/PANI复合材料的抗菌效果随银含量提高而在增强。通过抗菌剂的XPS、FTIR谱图分析抗菌剂的结构,探讨抗菌剂结构与性能的关系。FTIR和XPS谱的分析结果表明了Ag/PANI复合材料中银的外层电子离域形成Agσ+,抗菌性能比普通纳米银粒子得到大幅度提高。另一方面,银纳米粒子有利于聚苯胺中N+结构含量大幅度提高。聚苯胺和纳米银之间的相互作用形成Agσ+和N+结构是银纳米/聚苯胺纳米复合材料表现出极高的抗菌性能的主要原因。这种低毒、稳定的Ag/PANI复合材料作为抗菌剂在纺织、医疗等领域有很好的应用前景。
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