生物合成纳米材料的制备、表征及环境行为研究
发布时间：2021-04-13 20:38
纳米材料被广泛应用的同时,不可避免释放进入环境,对环境和生物体的健康造成潜在威胁。同时,纳米材料合成过程中也不可避免地使用和引入有毒化学试剂,并被残留在产物中,影响材料生物兼容性,并最终限制其应用。因此,随着纳米材料需求量的增加和人们对纳米环境健康效应的重视,亟需发展绿色可持续发展的新兴纳米技术。生物合成纳米技术被认为是从源头减少纳米材料污染风险的环境友好合成技术。在生物合成纳米材料的过程中,植物或微生物体内的多酚类物质、糖类物质、蛋白质以及生物酶等作为金属离子的还原剂或者产物纳米粒子的包覆剂和稳定剂。因此,在合成体系中无需引入外来化学还原剂即可实现纳米材料的均匀、稳定生长。与微生物相比,采用植物提取液进行纳米材料制备,可规避繁杂的微生物培养过程,具有更好的实际应用前景。该论文以高等植物为研究对象,针对金和银纳米材料的制备、生成机理和环境行为进行了较为系统的研究,主要包括以下几个部分:首先,利用不同植物提取液成功制备了金、银纳米材料。研究考察了前驱物浓度、反应温度和提取液pH值等实验条件对材料形貌、粒径以及合成速度的影响;采用紫外可见分光光度计（UV-vis）,透射电子显微镜（TEM）...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－ｌ?（ａ）反应时间（ＡｇＮＯ；浓度为２ｍＭ），?（ｂ）提取液浓度，（ｃ）?ＡｇＮ０３浓度，（ｄ）提??取液ｐＨ对ＡｇＮＰｓ合成的影响??Ｆｉｇ．２－ｌ?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?（ａ）?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ?（ＡｇＮ〇３，?２?ｍＭ），?（ｂ）?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔ?
和９４．６９?±?０．２７％。尽管Ａｇ＋在浓度为２０?ｇＬ—１的柚皮提取液中的转化率最高，但??是ＴＥＭ表征显示在该浓度下合成的ＡｇＮＰｓ粒径较大，且颗粒间发生了明显团聚??（图２－２），而在１０?ｇ?Ｌ／１提取液中合成的ＡｇＮＰｓ的分散性相对较好，故接下来的??实验均选此浓度。??３?？?３２．４ｈ?２．６?ｎｍ?’ｂ?？?｜．３±１１．１ｎｍ??＾?＾?ｌｌｉｌｌ?ｉｌｌ．．．?＊?？?１??Ｃ憊詧％爽?２０．１勤ｐ．２ｎｍ．??？?ｆ：：減?１：ＬＪ??图２－２不同浓度柚皮提取液合成ＡｇＮＰｓ的ＴＥＭ照片及其粒径分布（ａ）５ｇ?Ｌ＇?（ｂ）?１０?ｇＬ＇??（ｃ）?２０?ｇ?Ｌ＂１??Ｆｉｇ．２－２?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ａｎｄ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ＡｇＮＰｓ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ．??ｍａｘｉｍａ?ｅｘｔｒａｃｔ?（ａ）?５?ｇ?Ｌ＇１，?（ｂ）?１０?ｇ?Ｌ＂１?ａｎｄ?（ｃ）?２０?ｇ?Ｌ＂１??前驱物ＡｇＮ０３的浓度也能显著影响合成ＡｇＮＰｓ的理化性质。如图２－１?ｃ所??示，当ＡｇＮ０３浓度为２和４ｍＭ时，ＵＶ－ｖｉｓ出现在４３０?ｎｍ处；随着浓度增至６，??８和１０?ｍＭ时共振峰红移至４３５、４３８和４４０?ｎｍ处，表明合成纳米材料的粒径??随着ＡｇＮ０３浓度的增加而有所增加，相应的ＴＥＭ照片分析也证明了这一点（图??２－３）。当ＡｇＮ０３浓度为２ｍＭ时，ＡｇＮＰｓ的粒径为１６．３±９．６ｎｍ；当ＡｇＮ０３浓??度升高至１０?ｍＭ时
第２章生物合成纳米材料的制备和表征??明在碱性条件下合成的颗粒粒径较小。从ＴＥＭ照片（图２－４）中可以清楚地看??到当ｐＨ为３时，主要生成纳米Ａｇ团聚体；当ｐＨ升至６和９时，颗粒分散性??有所提高，但其粒径分布较宽（分别为２－６５?ｍｎ和４－４７?ｎｍ）；而在强碱性环境??下（ｐＨ１２），合成的ＡｇＮＰｓ粒径分布较窄且尺寸较小（８．６±２．８ｎｍ）。此外，碱??性环境也更利于Ａｇ＋的还原。ｐＨ为３，?６，?９和１２时，转化率分别为６７．２３??±０．９５％，８０．８２?±１．６１％，９７．０６?±２．５５％和?９８．９０?±１＿４２％。综合合成颗粒的形貌、??分散性以及产率等，选用１０?ｇ?Ｉ／１柚子提取液，２?ｍＭ?ＡｇＮ０３以及ｐＨ?１２为最优??条件来高效合成粒径小且分散性良好的柚－ＡｇＮＰｓ。??３?＂Ｔｍ＂?０?％?＃?Ｉ?１６－３±１１－１ｎｍ?＇ｆｃ＞?９?＾?％」團?１７－３土?１１．７ｎｒｎ??条湖化?鲁?卿从?＊?．：ｓ?ａ＊?ｕ??？?＊?？?〇ｉ？ｕｕｔ？?ｔｔ?＾＿ｋｊｕ?（ｎｍ＞?视?〇■＂？—?ｔ／ｐｍｔｔｅｍ??ｉ?０?＾－ｕ?ｉｔ?？?？ｒｓ??．Ｃ?？？?－?１?１７．３?±１１．８?ｎｍ?，?＊?？＊?＊?■?１７．１?±?１０．６?ｎｍ??編［ＭＬ??＾?ｉ?＜？?Ｍ?Ｍ?？??ＤＭＭＷｒｆｔＭＷＫＵ＊?＞Ｗ？｜??图２－３不同ＡｇＮＣＶ浓度下合成的ＡｇＮＰｓ的ＴＥＭ照片以及粒径分布图（ａ）２ｍＭ
本文编号：3135972
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－ｌ?（ａ）反应时间（ＡｇＮＯ；浓度为２ｍＭ），?（ｂ）提取液浓度，（ｃ）?ＡｇＮ０３浓度，（ｄ）提??取液ｐＨ对ＡｇＮＰｓ合成的影响??Ｆｉｇ．２－ｌ?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?（ａ）?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ?（ＡｇＮ〇３，?２?ｍＭ），?（ｂ）?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔ?
和９４．６９?±?０．２７％。尽管Ａｇ＋在浓度为２０?ｇＬ—１的柚皮提取液中的转化率最高，但??是ＴＥＭ表征显示在该浓度下合成的ＡｇＮＰｓ粒径较大，且颗粒间发生了明显团聚??（图２－２），而在１０?ｇ?Ｌ／１提取液中合成的ＡｇＮＰｓ的分散性相对较好，故接下来的??实验均选此浓度。??３?？?３２．４ｈ?２．６?ｎｍ?’ｂ?？?｜．３±１１．１ｎｍ??＾?＾?ｌｌｉｌｌ?ｉｌｌ．．．?＊?？?１??Ｃ憊詧％爽?２０．１勤ｐ．２ｎｍ．??？?ｆ：：減?１：ＬＪ??图２－２不同浓度柚皮提取液合成ＡｇＮＰｓ的ＴＥＭ照片及其粒径分布（ａ）５ｇ?Ｌ＇?（ｂ）?１０?ｇＬ＇??（ｃ）?２０?ｇ?Ｌ＂１??Ｆｉｇ．２－２?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ａｎｄ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ＡｇＮＰｓ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ．??ｍａｘｉｍａ?ｅｘｔｒａｃｔ?（ａ）?５?ｇ?Ｌ＇１，?（ｂ）?１０?ｇ?Ｌ＂１?ａｎｄ?（ｃ）?２０?ｇ?Ｌ＂１??前驱物ＡｇＮ０３的浓度也能显著影响合成ＡｇＮＰｓ的理化性质。如图２－１?ｃ所??示，当ＡｇＮ０３浓度为２和４ｍＭ时，ＵＶ－ｖｉｓ出现在４３０?ｎｍ处；随着浓度增至６，??８和１０?ｍＭ时共振峰红移至４３５、４３８和４４０?ｎｍ处，表明合成纳米材料的粒径??随着ＡｇＮ０３浓度的增加而有所增加，相应的ＴＥＭ照片分析也证明了这一点（图??２－３）。当ＡｇＮ０３浓度为２ｍＭ时，ＡｇＮＰｓ的粒径为１６．３±９．６ｎｍ；当ＡｇＮ０３浓??度升高至１０?ｍＭ时
第２章生物合成纳米材料的制备和表征??明在碱性条件下合成的颗粒粒径较小。从ＴＥＭ照片（图２－４）中可以清楚地看??到当ｐＨ为３时，主要生成纳米Ａｇ团聚体；当ｐＨ升至６和９时，颗粒分散性??有所提高，但其粒径分布较宽（分别为２－６５?ｍｎ和４－４７?ｎｍ）；而在强碱性环境??下（ｐＨ１２），合成的ＡｇＮＰｓ粒径分布较窄且尺寸较小（８．６±２．８ｎｍ）。此外，碱??性环境也更利于Ａｇ＋的还原。ｐＨ为３，?６，?９和１２时，转化率分别为６７．２３??±０．９５％，８０．８２?±１．６１％，９７．０６?±２．５５％和?９８．９０?±１＿４２％。综合合成颗粒的形貌、??分散性以及产率等，选用１０?ｇ?Ｉ／１柚子提取液，２?ｍＭ?ＡｇＮ０３以及ｐＨ?１２为最优??条件来高效合成粒径小且分散性良好的柚－ＡｇＮＰｓ。??３?＂Ｔｍ＂?０?％?＃?Ｉ?１６－３±１１－１ｎｍ?＇ｆｃ＞?９?＾?％」團?１７－３土?１１．７ｎｒｎ??条湖化?鲁?卿从?＊?．：ｓ?ａ＊?ｕ??？?＊?？?〇ｉ？ｕｕｔ？?ｔｔ?＾＿ｋｊｕ?（ｎｍ＞?视?〇■＂？—?ｔ／ｐｍｔｔｅｍ??ｉ?０?＾－ｕ?ｉｔ?？?？ｒｓ??．Ｃ?？？?－?１?１７．３?±１１．８?ｎｍ?，?＊?？＊?＊?■?１７．１?±?１０．６?ｎｍ??編［ＭＬ??＾?ｉ?＜？?Ｍ?Ｍ?？??ＤＭＭＷｒｆｔＭＷＫＵ＊?＞Ｗ？｜??图２－３不同ＡｇＮＣＶ浓度下合成的ＡｇＮＰｓ的ＴＥＭ照片以及粒径分布图（ａ）２ｍＭ
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