纳米氧化亚铜及其复配物的制备和抗菌性研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liouxing1984
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致病微生物严重威胁着人类的健康,纺织材料在走向舒适化的过程中,抗菌纺织材料越来越引起人们的关注,逐渐成为人们的需求和选择。无机抗菌剂克服了天然和有机抗菌剂易高温分解、耐洗度差、安全性低、抗菌时间短等的缺点,因此对无机抗菌剂的研究日益增多。纳米氧化亚铜具有表面效应、小尺寸效应和量子隧道效应,这些优异的物理化学性能使它具有广阔的应用前景。它可以掺杂到其它材料中,制备载氧化亚铜的抗菌材料。论文的研究内容如下:(1)本文以硫酸铜为铜源,葡萄糖为还原剂,采用化学沉淀法制备了纳米氧化亚铜,方法简便,产物单一。论文研究了不同表面活性剂和温度对氧化亚铜形貌的影响。通过XRD的测试,结果表明氧化亚铜的粒径大约为800nm,FT-IR谱图中在628cm-1处出现了Cu-O(Ⅰ)的伸缩振动吸收峰,通过SEM分析,结果表明产物的形貌规则,大小均匀。对不同形貌氧化亚铜进行抗菌测试,结果发现氧化亚铜的抗菌性都比较好,但是八面体氧化亚铜对菌种具有较高的选择性。讨论了不同缓冲剂对氧化亚铜抗菌的影响,缓冲剂为水的抗菌性优于缓冲剂为PBS的抗菌性。同时八面体氧化亚铜的制备反应温度比较高,不适合大量生产,综合工业要求,选择四面体氧化亚铜作为抗菌剂。(2)从产品的成本和性能出发,本文对四面体氧化亚铜进行复合改性。文献中得知适量二氧化钛可以改善原丝的性能,二氧化硅可以使纤维有更好的可纺性和拉伸性能,于是我们制备了氧化亚铜与二氧化钛、二氧化硅及氧化锌的复合物Cu2O/TiO2、Cu2O/SiO2、Cu2O/ZnO和Cu2O/TiO2/SiO2/ZnO,用FT-IR和XRD对产物进行表征,同时研究了复合物的抗菌性,结果表明Cu2O/TiO2的抗菌性是最好的。(3)二氧化硅较氧化亚铜表面具有较多的羟基,氧化亚铜与PET熔融共混时会使聚酯降解。为了防止氧化亚铜使PET降解,对氧化亚铜进行包覆改性制备了Cu2O@SiO2和Cu2O/TiO2@SiO2,同样对包覆后的产物进行成分的表征和抗菌性能的测试。FT-IR显示出了Si-O的特征振动吸收,XPS显示除Cu、O、Ti元素外,还有Si元素的存在,SEM显示在氧化亚铜的外面包覆了一层薄薄的物质,粒径有所增大。从静态角度对Cu2O/TiO2和Cu2O/TiO2@SiO2做抗菌测试,结果显示Cu2O/TiO2@SiO2的抗菌性下降,从侧面反映SiO2包覆到氧化亚铜的外面。(4)由于PET为聚酯,根据相似相容原理,制备了Cu2O@PMMA,FT-IR显示出现了PMMA的特征吸收,TGA显示表面包覆的PMMA的量为5%左右,抗菌测试显示Cu2O@PMMA较氧化亚铜的抗菌性下降。但是在氧化亚铜外面包覆有机物后,可以增强氧化亚铜和纤维的相容性,减少团聚。
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