聚多巴胺辅助纳米材料功能化蚕丝的制备与应用

发布时间：2017-11-22 15:00

  本文关键词：聚多巴胺辅助纳米材料功能化蚕丝的制备与应用

  更多相关文章： 纳米材料 蚕丝 功能化 抗菌 聚多巴胺

【摘要】：蚕丝作为一种天然纤维,具有穿着舒适,光滑柔软,透气性好等优良性能。然而,它也存在着一些固有缺陷,比如光致老化、发黄,易皱,易滋生细菌。为克服以上不足,近年来国内外在蚕丝表面改性、表面功能化方面进行了大量研究。利用纳米功能材料修饰蚕丝,进而拓展其功能是一种有效、安全的手段。纳米银修饰抗菌蚕丝,是目前研究最多的纳米修饰蚕丝材料。在已有报道中,纳米银的修饰需用到还原试剂或γ射线辐射等。大型辐射设备以及环境污染性试剂的使用,严重地限制了纳米银修饰蚕丝的实际应用。此外,如何实现较高的纳米银负载量,是需要考虑的另一个关键问题。本研究针对以上问题,探究了通过聚多巴胺(polydopamine,PDA)表面修饰,实现无外加还原剂的贵金属纳米材料蚕丝表面原位合成,并对纳米材料修饰后蚕丝的抗菌、表面增强拉曼(SERS)、催化等应用进行了研究。主要工作如下:1.聚多巴胺修饰蚕丝表面银纳米粒子的原位合成采用PDA修饰蚕丝,进而辅助银纳米粒子(Ag NPs)在蚕丝表面原位合成。结果表明Ag NPs均匀分布在PDA修饰的蚕丝表面,其粒径为30-90 nm,同时Ag NPs具有良好的面心立方结构。生长曲线和抑菌环实验结果表明Ag NPs修饰蚕丝具有良好的抗菌性能。经与紫外照射法制备的材料对比,发现PDA辅助Ag NPs修饰蚕丝银离子释放量更多且释放时间更长,表明Ag NPs的负载量更高和其抗菌性能更加持久。2.聚多巴胺修饰蚕丝表面Fe~(3+)辅助银纳米片的原位合成通过研究发现,在PDA修饰蚕丝过程中添加Fe~(3+)可介导银纳米片的原位合成。经SEM表征证实,50μg/mL FeCl3和50 mM AgNO3的合成体系可制得高密度银纳米片,且通过调节反应时间可实现对银纳米片尺寸的调控。基于实验结果,提出了一种可能机制来解释银纳米片的合成过程。这一机制包括Fe~(3+)在PDA膜中的嵌入,Ag NPs在PDA膜中成核以及Fe~(3+)调控的纳米银定向生长过程。拉曼光谱图表明银纳米片可增强PDA的拉曼散射峰,制备的银纳米片修饰蚕丝可作为灵活基底应用于基于SERS的生物传感器领域。3.聚多巴胺修饰蚕丝表面金纳米粒子的原位合成采用PDA修饰蚕丝,进而在其表面原位合成金纳米粒子(Au NPs)。实验结果表明:Au NPs均匀分布在PDA修饰的蚕丝表面且具有良好的面心立方结构;在5 mg/mL HAuCl4反应10 min制备的Au NPs修饰蚕丝其催化性能最佳,反应速率常数为0.087 min-1;连续循环六次反应后,催化剂仍然表现出很高的催化活性,证明蚕丝负载Au NPs催化剂可用于重复和循环使用,同时也表明PDA还原的Au NPs与蚕丝结合牢固。本研究为对硝基苯酚催化反应催化剂的制备提供了一个新的途径。综上所述,本研究发展了经PDA辅助,在蚕丝表面原位合成高密度Ag NPs、银纳米片和Au NPs的方法,并进一步探索纳米材料修饰蚕丝在抗菌、SERS以及催化领域的应用。本研究可望为纳米材料修饰蚕丝提供新的方法,并进一步拓宽其应用领域。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS195.5;TB383.1

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杜仕国,施冬梅,邓辉;纳米材料的特异效应及其应用[J];自然杂志;2000年02期

2 ;纳米材料 新世纪的黄金材料[J];城市技术监督;2000年10期

3 ;什么是纳米材料[J];中国粉体技术;2000年05期

4 邹超贤;纳米材料的制备及其应用[J];广西化纤通讯;2000年01期

5 吴祖其;纳米材料[J];光源与照明;2000年03期

6 ;纳米材料的特性与应用方向[J];河北陶瓷;2000年04期

7 沈青;纳米材料的性能[J];江苏陶瓷;2000年01期

8 李良训;纳米材料的特性及应用[J];金山油化纤;2000年01期

9 刘冰,任兰亭;21世纪材料发展的方向—纳米材料[J];青岛大学学报(自然科学版);2000年03期

10 刘忆,刘卫华,訾树燕,王彦芳;纳米材料的特殊性能及其应用[J];沈阳工业大学学报;2000年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王少强;邱化玉;;纳米材料在造纸领域中的应用[A];'2006（第十三届）全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2006年

2 宋云扬;余涛;李艳军;;纳米材料的毒理学安全性研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年

3 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2001年

4 钟家湘;葛雄章;刘景春;;纳米材料改造传统产业的实践与建议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2001年

5 高善民;孙树声;;纳米材料的应用及科研开发[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2001年

6 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集（下卷）[C];2001年

7 金一和;孙鹏;张颖花;;纳米材料的潜在性危害问题[A];中国毒理学通讯[C];2001年

8 张一方;吕毓松;任德华;陈永康;;纳米材料的二种制备方法及其特征[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

9 古宏晨;;纳米材料产业化重大问题及共性问题[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2003年

10 马玉宝;任宪福;;纳米科技与纳米材料[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 周建人;我国出台首批纳米材料国家标准[N];中国建材报;2005年

2 记者 王阳;上海形成纳米材料测试服务体系[N];上海科技报;2004年

3 ;纳米材料七项标准出台[N];世界金属导报;2005年

4 通讯员 韦承金邋记者 冯国梧;纳米材料也可污染环境[N];科技日报;2008年

5 廖联明;纳米材料 利弊皆因个头小[N];健康报;2009年

6 卢水平;院士建议开展纳米材料毒性研究[N];中国化工报;2009年

7 郭良宏 中国科学院生态环境研究中心研究员 江桂斌 中国科学院院士;纳米材料的环境应用与毒性效应[N];中国社会科学报;2010年

8 记者 任雪梅　莫璇;中科院纳米材料产业园落户佛山[N];佛山日报;2011年

9 实习生 高敏;纳米材料：小身材涵盖多领域[N];科技日报;2014年

10 本报记者 李军;纳米材料加速传统行业升级[N];中国化工报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 杨杨;功能化稀土纳米材料的合成及其生物成像应用[D];复旦大学;2014年

2 王艳丽;基于氧化钛和氧化锡纳米材料的制备及其在能量存储中的应用[D];复旦大学;2014年

3 吴勇权;含铕稀土纳米材料的功能化及其生物成像应用研究[D];复旦大学;2014年

4 曹仕秀;二硫化钨(WS_2)纳米材料的水热合成与光吸收性能研究[D];重庆大学;2015年

5 廖蕾;基于功能纳米材料的电化学催化研究[D];复旦大学;2014年

6 胥明;一维氧化物、硫化物纳米材料的制备，功能化与应用[D];复旦大学;2014年

7 李淑焕;纳米材料亲疏水性的实验测定与计算预测[D];山东大学;2015年

8 范艳斌;亚细胞水平靶向的纳米材料的设计、制备与应用[D];复旦大学;2014年

9 丁泓铭;纳米粒子与细胞相互作用的理论模拟研究[D];南京大学;2015年

10 骆凯;基于金和石墨烯纳米材料的生物分子化学发光新方法及其应用[D];西北大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 向芸颉;卟啉纳米材料的制备及其应用研究[D];重庆大学;2010年

2 刘武;层状纳米材料/聚合物复合改性沥青的制备与性能[D];华南理工大学;2015年

3 刘小芳;基于纳米材料/聚合膜材料构建的电化学传感器应用于生物小分子多组分的检测[D];西南大学;2015年

4 王小萍;基于金纳米材料构建的电化学传感器及其应用[D];上海师范大学;2015年

5 郭建华;金纳米材料的修饰及其纳米生物界面的研究[D];河北大学;2015年

6 魏杰;普鲁士蓝纳米粒子的光热毒性研究[D];上海师范大学;2015年

7 张华艳;改性TiO_2纳米材料的制备及其光电性能研究[D];河北大学;2015年

8 胡雪连;基于纳米材料的新型荧光传感体系的构筑[D];江南大学;2015年

9 黄樊;氧化钴基催化材料形貌、晶面控制与催化性能研究[D];昆明理工大学;2015年

10 周佳林;新型核壳结构金纳米材料用于肿瘤的近红外光热治疗研究[D];浙江大学;2015年

，

本文编号：1215064