题名 | 基于层状双氢氧化物的缓蚀抑菌集成体系构建和性能研究 |
作者 | 鞠晓丹 |
答辩日期 | 2020-08-19 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 中国科学院海洋研究所 |
导师 | 李伟华 |
关键词 | Ldhs 纳米银 反相微乳法 缓蚀 抑菌 |
学位名称 | 理学硕士 |
英文摘要 | 层状双氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDHs)独特的离子化二维夹层结构赋予其优异的吸附、修饰、可控递释性能。LDHs质轻环保、廉价易得,集层状结构的稳固性、层板组成的可控性、层板间距的可调性、层间阴离子的可交换性于一体,具备成为分子容器和离子交换平台的天然属性,可进行多元化的结构改造和功能拓展。本论文从LDHs板层阳离子调节和层间阴离子缓蚀剂嵌插两个技术路线入手,制备了兼具缓蚀和抑菌双功能的超分子复合体系,主要通过以下三方面展开: (1)通过共沉淀法合成硝酸根型LDHs作为前驱体,将缓蚀性能突出的香兰素(Vanillin,Van)以阴离子交换的方式引入层间,再通过银氨反应在LDHs表面沉积纳米银颗粒,获得目标产物Ag/MgAl-Van-LDHs(N)。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外变换光谱仪(FTIR)、电化学阻抗谱(EIS)和细菌生长曲线测试结果表明:MgAl-NO3--LDHs呈现不规则片层状,片层直径约为1 μm,厚度约为几十纳米,Van插层后,LDHs的形貌无明显变化,但XRD特征峰(003)、(006)向左发生偏移,层间距变大,24 h内缓蚀效率仍维持在86%以上,并体现出优异的抑菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到99.65 %和99.79 %。 (2)通过分解尿素法合成了碳酸根型LDHs前驱体,由于CO32-作为层间阴离子与LDHs板层结合紧密,难以通过离子交换法进行缓蚀剂插层,故需要将MgAl-CO32--LDHs高温煅烧,去除CO32-,获得产物为混合金属氧化物(Mixed Metal Oxide,MMOs),然后通过再水合法插层Van,产物为MgAl-Van-LDHs(C),最后通过银氨反应沉积纳米银颗粒到MgAl-Van-LDHs(C)表面,最终产物为Ag/MgAl-Van-LDHs(C)。通过SEM、XRD、FTIR、EIS、细菌生长曲线测试表明:MgAl-CO32--LDHs在SEM下呈规则的正六边形结构,片层尺寸较大,可达5 μm,煅烧后MMOs依然为规则的正六边形,表面出现裂痕。XRD显示MMOs不具备LDHs的典型层状结构,经过再水合法插层Van后,重新测得XRD特征峰(003)、(006),并且向左发生偏移,表明LDHs的层状结构恢复,且层间距变大。EIS显示Ag/MgAl-Van-LDHs(C)具有优异的缓蚀作用,缓蚀效率在24 h内维持在97.63 %,但对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率仅为43.99 %和17.80 %。 (3)通过反相微乳法制备了ZnTi-LDHs,其优点是可一步合成缓蚀剂插层LDHs。首先向有机溶剂中添加表面活性剂,制备含有微乳胶束单元的混合液,然后将金属盐、缓蚀剂逐步添加到混合液中并充分溶解,再进行高温高压处理,合成ZnTi-LDH以及缓蚀剂插层的ZnTi-Vc-LDHs、ZnTi-Van-LDHs,对其进行SEM、XRD、FT-IR、EIS、细菌生长曲线测试,结果表明:ZnTi-Vc-LDHs,ZnTi-Van-LDHs呈无规则的片状,片层直径在几十纳米到1 μm,缓蚀剂插层后LDHs的晶型特征峰(003)、(006)向高度数偏移,这是由于插层有机物分子量小于ZnTi-LDH原有层间阴离子十二烷基硫酸钠(SDS)造成插层后LDHs层间距变小导致的。EIS显示ZnTi-Vc-LDHs、ZnTi-Van-LDHs缓蚀效率较为突出,在24 h分别为90.47 %和91.97 %,两者对大肠杆菌抑制率分别为93.57 %和92.63 %,对金黄色葡萄球菌的抑制率分别为91.34 %和97.23 %,此外ZnTi-LDH具有更优异的抑菌效果,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别为100.00 %和99.63 %。 |
语种 | 中文 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/164774] |
专题 | 海洋研究所_海洋腐蚀与防护研究发展中心 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 鞠晓丹. 基于层状双氢氧化物的缓蚀抑菌集成体系构建和性能研究[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学. 2020. |
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