TiO_2@Ag、ZnOAg复合纳米材料的制备、表征、抗菌及催化性能研究Preparation, characterization, antibacterial and catalytic properties of TiO_2@Ag and ZnOAg composite nanomaterials.pdf

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1、单位代Ti02@Ag、ZnO/Ag复合纳米材料的制备、表征、抗菌及催化性能研究_Thestudyonpreparation,characterization,antibacterialactivityandcatalyticperformanceofTi〇2@Agan繼J編ZnO/Agnanocomposites马剑琪副教授陕西理工学院学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西理工学院或其它教育机构的学位或证书而使用过

2、的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：姆I史冰年‘月。日陕西理工学院学位论文使用授权声明本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西理工学院。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西理工学院。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其它指定机构送交论文的电子版和纸质版；本人授权陕西理工学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□,在______年解密后适用本授权书。#不保密口。（请在以上相

3、应方框内打“V”）作者签名：論€〜年G月分类号：TB324单位代码：10720密级：公开学号：1207101004硕士学位论文TiO2@Ag、ZnO/Ag复合纳米材料的制备、表征、抗菌及催化性能研究Thestudyonpreparation,characterization,antibacterialactivityandcatalyticperformanceofTiO2@AgandZnO/Agnanocomposites论文作者：者者：：张艳艳指导教师、职称：马剑琪副教授学科、专业名称：生物化学与分子生物学研究方向：向向：：应用生物化学二〇一五年六月摘要银(Ag)的

4、抗菌性能早在公元前300多年就有应用，纳米Ag因其表面效应和尺寸效应使其具有优异抑菌性能，但单纯的纳米Ag具有易团聚、分散性和稳定性差等缺点，影响了其在抑菌材料中的应用。将纳米Ag负载到本身就具有抗菌活性的半导体金属氧化物表面，希望可以获得新型的,性质更加优良的纳米抗菌材料。本论文采用溶胶-凝胶法分别制备了非晶型结构纳米TiO2和纤维锌矿型ZnO，非晶型的TiO2通过在450℃下煅烧2h，获得晶型的纳米TiO2，再将4nm的纳米银胶粒吸附在晶型的纳米TiO2表面作为成核中心，通过光还原沉积的方法，将Ag均匀地沉积到TiO2和ZnO表面，制备出了核-壳结构的TiO2@Ag

5、和ZnO/Ag复合纳米材料。TiO2@Ag结构和形貌表征结果表明：非晶型TiO2粒子是球形的，其表面光滑，没有颗粒状特征,是单分散性的，尺寸在400±18nm。煅烧后获得锐钛矿型TiO2粒子的直径在360±16nm。锐钛矿型TiO2粒子也保持着原有的球形形状和单分散粒径分布。此外锐钛矿型TiO2粒子由15nm的纳米微晶组成,其表面粗糙，产生了颗粒状的特征。负载在TiO2表面的Ag主要以单质形式存在，Ag纳米粒子在TiO2表面分布均匀。TiO2@Ag的抑菌实验结果表明：纳米TiO2@Ag复合材料比传统TiO2/Ag复合材料具有更高的抗菌效率。而且TiO2/Ag对大肠杆菌的

6、抑菌性能要比对金黄色葡萄球菌的抑菌性能好，因为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有不同细胞壁结构而且Ag纳米粒子对不同的细胞有不同的抑菌机制。ZnO/Ag结构和形貌表征结果表明：氧化锌胶体球是由初级的大小约为20nm的纳米微晶组成，且其表面粗糙，沉积在ZnO表面的Ag纳米颗粒的平均直径约为10±1.2nm,沉积的Ag纳米颗粒是单分散性的，并坚固地锚定在ZnO上，呈现出球形形状。Ag在ZnO表面的沉积是均匀的，ZnO/Ag复合材料比原始ZnO粒子的表面更光滑，颗粒更均匀。ZnO/Ag的抑菌实验结果表明：高浓度(0.75mg/ml)的ZnO/Ag可以使细菌生长完全抑制，ZnO/Ag复

7、合纳米材料的浓度越高,抗菌效果越好。以对硝基苯酚、甲基橙、甲基红以及罗丹明B模拟有机染料污水，用TiO2@Ag和IZnO/Ag复合纳米材料作催化剂，分别研究了它们对上述四种有机化合物的光催化性能和加氢催化性能的影响，结果表明：TiO2和ZnO对上述有机物光催化反应有一定的促进作用，对加氢催化反应几乎没有影响；而TiO2@Ag和ZnO/Ag复合纳米粒子对光催化反应和加氢催化上述有机物有很好地促进作用。不管是光催化反应还是加氢催化反应，TiO2@Ag和ZnO/Ag复合纳米粒子对反应的催化性能分别高于TiO2和ZnO。关键词：复合纳米材料;抑菌