原花青素-贵金属纳米复合材料的制备及应用研究

发布时间：2020-05-15 20:04

【摘要】：原花青素是蔬菜、水果中广泛存在的植物多酚类物质。低聚原花青素具有很强的抗氧化活性,因此可以作为绿色制备贵金属纳米材料潜在的还原剂和保护剂,具有绿色安全环保的优势。本论文中我们研究了水热法制备原花青素-银、金及金银合金纳米复合材料的方法,并对制备的复合材料的抑菌活性和去除水体中染料及重金属离子等方面的应用进行了探索研究。1、原花青素-银纳米复合材料的制备及抑菌活性研究。通过水热法制备了原花青素-银纳米复合材料。最优条件下制备的银纳米粒子主要为球形,平均尺寸33.2 nm,具有壳-核结构。银纳米粒子尺寸可以通过温度或者初始反应物量以及种子生长法进行调节。激光粒度仪测得核-壳结构的整体尺寸约为50.3 nm,核-壳结构使得原花青素-银纳米粒子具有良好的稳定性。抗菌实验表明,原花青素-银纳米材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念球菌都具有很高的杀菌效力。原花青素-银纳米材料中Ag+释放是持续过程,这是其产生强抗菌活性的主要原因之一。加上原花青素-银纳米粒子良好的稳定性,本研究中的原花青素-银纳米材料可应用于长效抗菌产品的开发。2、原花青素-金纳米复合材料的制备及去除染料和重金属离子研究。首先验证了石榴皮提取液的水热法制备金纳米粒子的可行性,但是其粒子尺寸分布明显不均匀。石榴皮提取液主要成分为原花青素,所以在此基础上使用水热法制备原花青素-金纳米粒子,得到的金粒子分布均匀,平均尺寸14.3 nm。此外,通过种子生长法可合成平均尺寸为28.0 nm的金纳米粒子。原花青素的酚羟基与金纳米粒子表面有强烈的相互作用使得原花青素-金纳米粒子具有良好的稳定性。在此基础上,研究了原花青素-金纳米粒子在水溶液中去除染料和重金属离子Cu2+、Cd2+、Ni2+、Pb2+的应用。结果表明原花青素-金纳米粒子对染料和重金属离子都有很高的去除效率,有望成为一种去除水环境污染的新型吸附剂材料。3、原花青素-金银合金纳米复合材料的制备及去除染料和重金属离子研究。水热法制备原花青素-金银合金纳米复合材料的实验中金银原料加入量摩尔比为1:1。金银合金纳米材料与原花青素-金纳米材料有着相似的形貌和结构,其平均尺寸20.8 nm,约为金、银纳米粒子尺寸的平均值。金银合金纳米材料的核-壳结构最均匀。原花青素-金银合金复合纳米材料去除染料效率大于96%,30 min内对Cu2+、Cd2+离子的最高去除效率分别为94.61%和90.67%。本研究中合成的原花青素-金银合金纳米复合材料具有非常明显的核壳结构,有望进一步开发包裹其他功能成分的多功能纳米复合材料,应用于开发去除水环境中重金属离子和有机染料的新型材料。
【图文】：

示意图,贵金属,纳米材料,物理化学性质

逡逑如图１－３所示［４９］。ＮＭＮｓ可以用于开发高灵敏度和高选择性的环境污染物检测传感器。逡逑尤其是金和银纳米材料吸引着研究者们广泛的研究兴趣，因为它们在ＵＶ－ｖｉｓ范围内表逡逑现出非常高的吸收和散射系数，使其成为比色和荧光传感器中最有优势的候选者。同时逡逑ＮＭＮｓ在治理环境污染物中有着重要的作用。特别是铂和金纳米粒子的电子缺陷可能促逡逑进它们与一些分子（如氧气）的强亲和力，使它们有望用于各种催化应用。逡逑＾ｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｌｓ逡逑ｉ逦灥：逡逑图１－３可用于调整贵金属纳米材料理化性质的三种策略的示意图，以及这些物理化学性质在环逡逑境领域的几种新兴应用。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｒｅｅ邋ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ邋ｔｈａｔ邋ｃａｎ邋ｂｅ邋ｕｓｅｄ邋ｔｏ邋ａｄｊｕｓｔ邋ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ逡逑ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｏｆ邋ＮＭＮｓ，邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｕｓｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅｓｅ邋ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｆｏｒ邋ｓｅｖｅｒａｌ邋ｅｍｅｒｇｉｎｇ邋ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ邋ｉｎ逡逑ｔｈｅ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ邋ｆｉｅｌｄ．逡逑１．３本研究的意义逡逑将原花青素与贵金属材料进行复合，扩展原花青素在改善人类生存条件与环境上的逡逑应用。逡逑目前贵金属纳米材料的制备多采用化学合成法。化学合成法一般需要添加还原剂和逡逑稳定剂或者表面活性剂，易对环境和人体健康造成危害。与传统的化学合成技术相比，逡逑利用植物活性物质同时发挥还原剂和稳定剂的作用

纳米银,胶体溶液,纳米银粒子

具体实验方法如下：在典型实验的基础上，调整混合溶液的ｐＨ＝６．０，各取４０逡逑ｍＬ置于反应爸中，分别在１００、１４０、１６０和１８０°Ｃ下水热反应４邋ｈ，最后将４种温度下逡逑的样品同等条件下进行ＵＶ－Ｖｉｓ光谱扫描，结果如图２－２所示。从图２－２中我们可以；看出逡逑不同温度下制备的纳米银均显示出银的表面等离子共振峰，但是峰的强度明显不同。在逡逑１００°Ｃ时银胶。体溶液的特征峰强度最低，峰宽比较宽，，说明低温下反应程度低，形成逡逑的纳米银粒子产量低且尺寸不均匀。随着温度的升高，峰强度明显升高，但是１８０°Ｃ时逡逑低于１４０°Ｃ的峰强，这是由于高温高压反应剧烈造成银纳米粒子聚集长大，故其均一性逡逑差。丨４０°Ｃ相对于１６０°Ｃ虽然峰值强度稍低，但是１４０°Ｃ下峰宽相对较窄，说明此温度下逡逑制备的纳米银粒子大小均匀性较好。逡逑－１３－逡逑
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;TB383.1

【参考文献】