羧甲基纤维素、壳聚糖基多功能纳米纤维膜的制备与性能.pdf

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1、羧甲基纤维素、壳聚糖基多功能纳米纤维膜的制备与性能师丹丹2015年12月中图分类号：TQ342+.89UDC分类号：665.9羧甲基纤维素、壳聚糖基多功能纳米纤维膜的制备与性能作者姓名师丹丹学院名称材料学院指导教师王飞俊讲师答辩委员会主席杨明山教授申请学位工学硕士学科专业材料科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月SynthesisandCharacterizationofMultifunctionalBiocompatibleNanofibrousMembranesBasedonSodiumCarboxymethylCelluloseandChit

2、osanCandidateName：ShiDandanSchoolorDepartment:MaterialScienceandEngineeringFacultyMentor:LecturerFeijunWangChair,ThesisCommittee：Prof.MingshanYangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：December,2015研究成果声明本人

3、郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要磁性、荧光、抗菌等多功能的纳米纤维膜由于具有荧光性能、磁响应性、在纳米尺度的特性以及原材料本身所特有的抗菌性能，而可应用于很多领域，如磁性荧光双功能的纳米纤维膜可应用于肿瘤治疗、药物输送和释放等领域

4、，荧光抗菌双功能的纳米纤维膜则可应用于伤口包敷材料等领域。本文分别以生物聚合物壳聚糖和羧甲基纤维素钠为基材，添加磁性或荧光纳米颗粒，通过静电纺丝和后处理制备了磁性荧光或荧光抗菌多功能纳米纤维膜，并探讨了纤维膜的性质，结果如下：1)CS/PEO/Fe3O4/CDs磁性荧光双功能纳米纤维膜首先制备了超顺磁性Fe3O4颗粒和荧光CDs颗粒，分别添加到CS/PEO混合溶液中，通过静电纺丝制备出具有超顺磁性和荧光性的纳米纤维膜。研究结果发现，磁性单功能纳米纤维膜的饱和磁强度随着Fe3O4量的增加而呈现直线增加，当Fe3O4含量为16%时达到最大添加量，此时纤维膜的饱和磁强度为8.6

5、3emu/g；与此相反，只添加CDs时，纤维膜的荧光强度随CDs量的增加而逐渐降低，CDs含量为1%荧光强度最强，达到158。对制备的磁性纳米纤维膜进行吸波性能的测试，证明该纤维膜具有一定的吸波性能。在CS/PEO混合溶液中加入不同含量的Fe3O4和CDs，分析了磁性和荧光性能的影响，结果表明CDs的加入对磁性没有影响，而Fe3O4的加入一定程度上降低了纤维膜的荧光强度，为了使磁性和荧光性能都达到最强，最佳含量比为Fe3O4和CDs的含量各为8%。抗菌实验结果表明该磁性荧光双功能纳米纤维膜具有一定的抗菌性能，杀菌率为22.7%。2)CMC/Ag荧光抗菌纳米纤维膜本文采用两

6、种方法来制备含银纳米颗粒的纳米纤维膜。一种是直接法，将AgNO3溶解在CMC和PEO的混合溶液中进行电纺，纺丝过程中Ag+被自然光还原为AgNPs，这种方法制备的AgNPs存在于纤维丝的表面上，分散均匀，粒径为4.5nm，CMC在这个过程中充当了还原剂和稳定剂的作用。这种纤维膜具有荧光性和一定的抗菌性，荧光强度为50，抑菌率为27.4%。另一种是浸泡法，将CMC/PEO的复合静电纺丝纤维膜浸泡在AgNO3溶液中，然后通过紫外光的作用将Ag+还原为单质并从内部迁移到纤维膜的表面上聚集成AgI北京理工大学硕士学位论文NPs。这种纤维膜有三个主要特点：一是AgNPs基本上是在纤

7、维丝的表面和缝隙中；二是AgNPs的粒径随着照射时间的延长而线性增大；三是在浸泡过程中PEO消失，制备了只含有天然有机物CMC的载银纳米纤维膜。这种纤维膜具有一定的荧光性能，荧光最强达到20；同时具有很强的抑菌性，抑菌率达到97.1%。关键词：双功能纳米纤维；Fe3O4；碳点；AgNPs；壳聚糖；羧甲基纤维素钠；抗菌II北京理工大学硕士学位论文AbstractMultifunctionalnanofibrousmembraneshavedrawntremendousattentioninmanyfiledssuchastumo