纳米复合氧化镁合成及其抗菌性能与结晶动力学研究

发布时间：2017-09-05 09:20

  本文关键词：纳米复合氧化镁合成及其抗菌性能与结晶动力学研究

  更多相关文章： 纳米氧化镁 抗菌性能 微波水热 结晶动力学 静电纺丝

【摘要】：氧化镁(MgO)具有原料丰富、不变色、无光照限制、抗菌条件简单、本身无色无毒等优点,因而被认为是理想的抗菌材料,应用前景极其广阔。然而其抗菌性能还无法达到实际应用要求,因此如何提高MgO的抗菌性能则是亟待解决的课题。本文采用微波水热法和静电纺丝法合成具有不同形貌的纳米复合MgO,以提升其抗菌性能。通过电导率法研究了纳米MgO前躯体氢氧化镁的结晶动力学过程,为纳米MgO形态和粒径的控制提供理论依据。采用抑菌圈法、24 h杀菌率等方法测试了其抗菌性能。1.本文以乙酸镁和尿素为原料,通过微波辅助水热法,合成了具有颗粒状、块状和棒状等不同形貌的纳米MgO粉体,深入讨论了不同的微波功率、煅烧温度以及微波温度等因素对纳米MgO形貌及其抗菌性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)等分析和抗菌性能的研究,结果表明:反应条件为微波温度90℃、微波功率900 w、煅烧温度600℃时,可以得到抗菌性能最好的纳米MgO粉体,其中杀菌效果比较结果显示:微波水热法制备的纳米氧化镁对大肠杆菌24 h杀菌率达86%,对金黄色葡萄球菌24 h杀菌率达78%,因此革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的杀菌效果比革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的杀菌效果好。2.以氢氧化钠、氯化镁、乙酸镁、硫酸镁、硝酸镁为原料,采用溶液电导率法,通过测定结晶过程中溶液电导率随时间的变化分析结晶生长过程,结合结晶动力学方程找出反应规律,并通过SEM测试观察氢氧化镁结晶过程。结果表明:Mg(OH)_2的晶核生长速率K1和晶粒长大速率K2都可以用一级反应速率方程表示,即表明K1和K1与斜率有关,且K1远大于K2,表明成核反应是在瞬间进行的,因此Mg(OH)_2的晶核生成只有一次爆发成核,防止了晶粒长大。3.采用静电纺丝技术,将纳米MgO、聚乳酸(PLA)等作为原料,制备了MgO/PLA复合纤维,通过改变反应条件,如:MgO含量、滚筒转速、纺丝电压、搅拌时间和接收距离等因素,讨论了各因素对产物的影响,同时探讨各因素之间与纤维直径、MgO的分散情况、抗菌性能的相互关系。结果表明:反应条件为MgO含量0.4 g、滚筒转速提高到600 r/min、纺丝电压12 kv、搅拌时间12 h、接收距离13 cm时,得到抗菌性能最好的复合纳米纤维。在此条件下,得到纤维直径较细的纳米MgO薄膜,且MgO均匀分散在纤维中。
【关键词】：纳米氧化镁 抗菌性能 微波水热 结晶动力学 静电纺丝
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.2;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 纳米氧化镁的性质及应用10-11
• 1.3 抗菌剂分类及机理11-15
• 1.3.1 无机抗菌剂11-12
• 1.3.2 有机抗菌剂12-13
• 1.3.3 天然抗菌剂13-15
• 1.4 无机抗菌剂的应用15-16
• 1.4.1 陶瓷抗菌剂15
• 1.4.2 纤维制品抗菌剂15
• 1.4.3 塑料抗菌剂15-16
• 1.4.4 涂料抗菌剂16
• 1.5 纳米氧化镁的制备技术16-20
• 1.5.1 机械粉碎法16
• 1.5.2 固相反应法16-17
• 1.5.3 气相喷雾法17
• 1.5.4 气相氧化法17
• 1.5.5 直接沉淀法17-18
• 1.5.6 均匀沉淀法18
• 1.5.7 溶胶凝胶法18-19
• 1.5.8 微乳液法19
• 1.5.9 静电纺丝法19-20
• 1.6 纳米氧化镁在抗菌方面的研究现状20-21
• 1.7 研究内容及创新点21-22
• 1.7.1 研究内容21
• 1.7.2 创新点21-22
• 第2章 实验材料与方法22-28
• 2.1 实验药品22-23
• 2.2 实验仪器和设备23-24
• 2.3 实验方法24
• 2.3.1 微波水热法制备纳米MgO24
• 2.3.2 溶液电导率法研究氢氧化镁的结晶动力学24
• 2.3.3 静电纺丝法制备复合纳米MgO/PLA24
• 2.4 材料的表征和测试24-28
• 2.4.1 SEM测试24
• 2.4.2 XRD测试24-25
• 2.4.3 TG-DTA测试25
• 2.4.4 抗菌性能测试25-28
• 第3章 纳米氧化镁的微波辅助合成及其抗菌性能研究28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 微波温度的影响28-31
• 3.3 微波功率的影响31-35
• 3.4 煅烧温度的影响35-38
• 3.5 小结38-39
• 第4章 溶液电导率法研究氢氧化镁结晶动力学39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 实验过程39-40
• 4.3 结果与讨论40-49
• 4.3.1 溶液电导率与时间的关系40-41
• 4.3.2 电导率与离子浓度的关系41-42
• 4.3.3 晶核生长和晶粒长大42-44
• 4.3.4 反应活化能44-46
• 4.3.5 不同镁源的结晶动力学过程46-48
• 4.3.6 结晶过程48-49
• 4.4 结论49-50
• 第5章 静电纺丝法制备纳米复合MgO及其抗菌性能研究50-78
• 5.1 引言50-51
• 5.2 MgO含量的影响51-56
• 5.3 滚筒转速的影响56-61
• 5.4 纺丝电压的影响61-66
• 5.5 搅拌时间的影响66-72
• 5.6 接收距离的影响72-76
• 5.7 小结76-78
• 第6章 结论78-80
• 参考文献80-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士学位期间的研究成果86

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本文编号：797156