纳米Ag-TiO_(2)复合抗菌材料研究进展

纳米银二氧化钛(Ag-TiO_(2))复合光催化材料因光谱响应范围宽、载流子分离效率高、量子产率较高、光催化活性高、使用范围广等优越性,受到国内外学者的广泛关注。从合成方法、光催化特性、抗菌性能及生物安全性等方面综述近年纳米Ag-TiO_(2)复合光催化材料的研究进展,重点讨论纳米银(Ag)颗粒在提高Ag-TiO_(2)光催化剂抗菌性能方面的重要作用。

具有增强光催化和抗菌活性的TiO_(2)@Ag-GO复合材料

光催化降解环境中的污染物被认为一种理想的清洁方法,其中二氧化钛(TiO_(2))是目前最有前途的光催化材料之一。但由于能带宽、光生电子与空穴快速复合等特点,限制了其利用效率和范围,开发一种高效的TiO_(2)基光催化复合材料具有重要意义。通过简单的溶胶-凝胶法和一步Marangoni法,将TiO_(2)和Ag纳米颗粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效结合,制备出显著增强光催化活性和抗菌能力的复合材料TiO_(2)@Ag-GO。氧化石墨烯(GO)具有多个催化活性中心,可以高效地进行光催化反应降解污染物。同时,还能提高电荷分离程度,抑制光生电子和空穴复合,提高TiO_(2)光催化活性。AgNPs具有存储电子和促进电荷分离的能力,同时释放的Ag+,赋予材料广谱的抗菌性能。光催化试验抑菌试验结果表明,复合材料能高效降解亚甲基蓝染料,2 h降解率达到74.5%,同时对金黄色葡萄球菌和铜绿杆菌有较强的杀灭作用。这种简易制备的高催化和杀菌功能的TiO_(2)基复合材料在光催化清洁领域有很大的应用潜力。

通过氢还原热处理提升TiO_(2)薄膜的抗菌性能

提升在可见光区间的抗菌效率一直是二氧化钛(TiO_(2))抗菌性能研究的重要方向.采用脉冲激光沉积(PLD)制备TiO_(2)薄膜,并通过氢还原热处理的方法提升TiO_(2)表面的氧空位浓度从而增强其抗菌性能.结果发现,在以单晶氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为衬底时,生长的TiO_(2)薄膜为高度择优取向的锐钛矿相.生长温度越高,锐钛矿相的XRD衍射峰越强,薄膜越致密.将在600℃下生长的350 nm厚的TiO_(2)薄膜进行抗菌性能测试,发现其抗菌率约为86%.对样品进一步在4%H2氛围下进行还原处理,发现其抗菌率提升到约为97%.通过XPS、UV-Visible和PL测试,发现TiO2经过还原热处理后在其表面形成更多的氧空位,在TiO_(2)带隙中形成氧空位缺陷能级,导致在可见光区域吸光性能增强,使其具有更高的抗菌性能.通过氢还原过程调控材料的缺陷组成,并研究TiO_(2)薄膜的光催化抗菌性能及抗菌机理.这种简易的调控TiO_(2)光吸收的方法可为规模生长提供技术可行性.

抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及其性能

探讨抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及性能。以硅酸四乙酯(TEOS)为硅源得到SiO_(2)静电纺丝液,将全氟辛基三甲氧基硅(FAS)掺入纺丝液中,利用静电纺丝法制得抗细菌黏附的氟化SiO_(2)纳米纤维膜。结果表明:氟化SiO_(2)纳米纤维膜具有良好的疏水性,可有效抵御亲水环境中悬浮的细菌细胞,防止其在纤维膜表面黏附。将氟化SiO_(2)纳米纤维膜与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌混合培养24 h,从抗菌平板上发现其具有较为优异的抗菌活性。此外,利用L929细胞在培养24 h和72 h后对其体外细胞毒性进行检测,发现氟化SiO_(2)纳米纤维膜仍保持较低的细胞毒性。认为:抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜可进一步拓展抗菌纤维的应用。

磁控溅射法制备PET基纳米TiO_2抗菌薄膜的研究

利用磁控反应溅射法在PET基底上制备了纳米TiO2 抗菌薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)对制得的溅射膜的微观形貌进行了表征 ,发现采用磁控溅射法在很短的时间内即可在基底上得到一层致密均匀的由纳米粒子组成的薄膜。采用光 -氧抗菌实验方法 ,研究了溅射薄膜的抗菌性能。

低含量铁掺杂纳米TiO_2薄膜的制备及其抗菌机理研究

采用溶胶凝胶-浸渍提拉法,制备了玻璃基底上生长的Fe/TiO2薄膜.利用XRD、XPS、AFM等对样品进行表征,研究了铁掺杂对TiO2薄膜晶体结构和表面形貌的影响,并研究了不同掺铁量TiO2薄膜对大肠杆菌的抗菌性能.结果表明,铁掺杂TiO2薄膜的抗菌性能均优于纯TiO2薄膜,其中掺铁量为0.1%时薄膜的抗菌性能最佳,高达98%.

纳米TiO_(2-x)N_x薄膜的制备及抗菌性能分析

目的利用TiO2的抗菌特性,开发一种能够应用于口腔的无机抗菌材料。方法采用射频磁控溅射法在医用不锈钢表面制备TiO2-xNx薄膜,用XRD、SEM、EDS等测试手段表征薄膜的结构、形貌、组成,并通过覆膜法利用口腔常见致病菌考察TiO2-xNx薄膜的抗菌性能。结果纳米TiO2-xNx抗菌薄膜为锐钛矿相结构,氮元素质量比为0.13%,表面结构均匀致密,对变形链球菌、粘性放线菌及白色念珠菌的抗菌率分别为97.79%、49.42%和96.84%。结论纳米TiO2-xNx抗菌薄膜对口腔常见致病菌具有较强的抗菌效果,可作为一种新型抗菌剂应用于口腔临床。

可降解型PHBV/PBAT/TiO_(2)抗菌纳米纤维膜制备

为制备一种可生物降解型抗菌纳米纤维膜,对PHBV与PBAT混纺纺丝液的质量分数和质量比以及加入抗菌剂纳米TiO_(2)的质量分数进行探究。通过扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱、差示扫描量热分析、力学性能测试和亲水性能测试,结果表明,PHBV/PBAT质量比为50∶50、质量分数为13.0%时纳米纤维膜具有良好纤维形态并具备一定的力学性能和疏水性。其中添加1.0%的TiO_(2)的PHBV/PBAT/TiO_(2)纳米纤维膜的断裂伸长率由137.5%增加到203.1%,并且疏水性显著提高。抗菌结果表明,其具有优异的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率高达98.0%以上。

纳米TiO_2/水玻璃复合薄膜的制备及抗菌性能

采用水玻璃作粘合剂,氟硅酸钠作固化剂,在玻璃基底上低温制备了纳米TiO2光催化薄膜,并用UV-Vis,SEM,BJH等对薄膜的紫外光吸收性能以及表面形貌和结构特征进行了分析表征.同时,也对不同TiO2浓度的薄膜进行了杀菌实验,实验结果表明：尽管催化剂颗粒部分被包埋在粘贴剂中,此复合薄膜仍具有很高的光催化活性,在室内非直射阳光下（辐照度365 nm为0.42～0.49 mW/cm^2）,纳米TiO2催化剂的浓度为1 %左右时,光催化薄膜对大肠杆菌的杀菌率最好,达到了98.5 %.

LLDPE／LDPE／纳米TiO2 复合抗菌功能薄膜的研究

前言 日常生活中，塑料制品的表面很容易被细菌等微生物污染。微生物的繁衍和生长增加了疾病交叉感染的危险。在塑料中添加抗菌剂是阻碍微生物侵袭的有效措施。目前，在日本以及欧美发达国家，抗菌材料已广泛应用于蔬菜、水果、乳制品、化妆品、医药等方面的包装。

聚乙烯醇/纳米纤维素/石榴皮多酚复合抗菌薄膜性能研究

目的:开发绿色抗菌抗氧化食品包装薄膜。方法:以石榴皮多酚为功能活性物质,采用共混法制备聚乙烯醇/纳米纤维素晶体/石榴皮多酚复合抗菌薄膜,并对其性能进行表征。结果:石榴皮多酚的添加影响了薄膜表面的连续性;当石榴皮多酚添加量为5倍最小抑菌浓度时,薄膜的透水气性增加了28.79%,拉伸强度、断裂伸长率、疏水性及透光率分别降低了44.97%,29.37%,36.36%,22.35%,同时总酚含量为(5.92±0.17)mg/L,DPPH自由基清除率达到(13.31±0.22)%;薄膜表现出良好的抑菌性,对白色念珠菌的抑菌效果最好,其次为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌。结论:聚乙烯醇/纳米纤维素晶体/石榴皮多酚复合抗菌薄膜是一种新型活性食品包装材料。

PBST/TiO_(2)/MgO复合薄膜的制备及性能

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO_(2)/MgO NPs改性,采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO_(2)/MgO NPs纳米复合薄膜,并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO_(2)/MgO NPs对PBST基体机械、阻隔、抗菌和保鲜性能的影响。结果表明:复合膜的抗拉强度和水蒸汽透过率分别为29.39MPa和2.43×10^(-11) g·m/(m^(2)·s·Pa),相较PBST基体抗拉强度提高了24.32%,水蒸汽透过率降低了32.37%,且对金黄色葡萄球菌(S.aures)和大肠杆菌(E.coli)抑菌效果显著,分别达到98.7%和97.2%,并对圣女果有良好的保鲜性能,当改性后的TiO_(2)/MgO NPs质量含量为5%时,复合薄膜的性能最佳。

低银量掺杂TiO_2纳米片薄膜的制备及其抗菌性能研究

采用溶胶凝胶和溶剂热两步法,在玻璃基底上垂直生长Ag-Ti O2纳米片薄膜.采用SEM、TEM、XRD、XPS等对样品进行表征,研究了不同前躯体浓度对Ag-Ti O2纳米片生长的影响,并检测了Ag-Ti O2纳米片薄膜的抗菌性能.结果表明,所获得的低银量掺杂改性的二氧化钛纳米片薄膜在紫外灯照射和黑暗条件下,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有优异的抗菌性能.

壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料研究进展

基于壳聚糖纳米复合抗菌材料在食品包装中的应用潜力,介绍了壳聚糖薄膜材料的制备方法,综述了壳聚糖与银纳米粒子、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙等纳米材料复合制备复合抗菌材料的研究进展,指出壳聚糖是性能优异的食品包装材料,但是壳聚糖复合薄膜还存在机械强度低、阻隔性能差、抗氧化性弱和水溶性差等缺点。溶液流延法是简单方便且使用广泛的制备壳聚糖复合薄膜的方法;层层挤出法制备的壳聚糖复合薄膜具有良好的机械性能和热稳定性;与纯壳聚糖薄膜相比,壳聚糖与纳米材料复合制备的复合薄膜具有更好的抗菌性能。未来应加强对壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料安全性以及制备方法的研究,推动壳聚糖纳米复合材料的规模化生产和在食品包装中的应用。

竹材的纳米TiO2改性及抗菌防霉性能研究

竹材是一种重要的森林资源,但容易腐朽霉变,在户外使用受到限制。可采用溶胶-凝胶法,在低温条件下制备了TiO2溶胶,并通过浸渍提拉的方式,完成了竹材的纳米TiO2改性。同时利用电子核磁共振波谱仪(NMR)、场发射环境扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDAX)对TiO2进行形态和结构表征,重点研究了温度对TiO2薄膜形态、晶型及抗菌防霉性能的影响。研究结果表明,3种温度(20,60,105℃)处理的TiO2改性竹材不仅完全保持了竹材的天然颜色、纹理、结构,而且抗菌性能由不具抗菌性变为对大肠杆菌的杀菌率超过99%,防霉性能提高了10倍以上。这种方法有望成为竹材功能性改良的新手段,并对包括木材在内的其他天然生物质材料保护和改良也具有借鉴意义。

TiO_2光催化薄膜在陶瓷器具上抗菌效果的研究

以普通釉面陶瓷作为基体 ,采用溶胶 -凝胶方法和浸渍提拉技术制备 Ti O2 和 Pt/ Ti O2 抗菌薄膜 .分别选用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为试验菌 ,并分别在紫外线和太阳光的照射下 ,研究了不同薄膜的膜厚度和暴光时间与杀菌率之间的关系 .在紫外灯照射下 ,膜厚约 80和 5 5 nm的 Ti O2 薄膜及膜厚约 5 0 nm Pt/Ti O2 薄膜对大肠杆菌和金黄葡萄球菌均有杀菌效果 .对大肠杆菌的杀菌效果较好 ,经紫外线照射 30 min后 ,杀菌率可达 90 %以上 .显著优于太阳光的照射效果 .对金黄葡萄球菌的杀菌效果 ,膜厚约 5 5 nm的 Ti O2 薄膜的杀菌效果较好 .

金属掺杂纳米TiO_2薄膜的制备和抗菌性能研究

采用sol-gel法在载玻片表面制备了Ce,Cu,La,Ag掺杂的锐钛矿相TiO2薄膜,并通过SEM,XRD,FT-IR及UV-VIS进行了表征,比较了薄膜的抗菌性能。UV-VIS研究表明,金属掺杂纳米TiO2薄膜在近紫外区吸光度有明显提高。抗菌实验表明掺Ag的TiO2薄膜抗菌效果最佳。

TiO_2/壳聚糖纳米复合涂料制备及其在抗菌纸中的应用

以纳米TiO2、壳聚糖双胍盐酸盐为抗菌剂,加以胶黏剂羧基丁苯胶乳、分散剂六偏磷酸钠、消泡剂叔丁醇,制备了TiO2/壳聚糖纳米复合涂料,利用SEM、FT-IR对涂料的微观形貌和基本结构进行了表征。以表面涂布方式将TiO2/壳聚糖纳米复合涂料施涂于纸张表面,制得涂布抗菌纸,对涂布抗菌纸的微观结构及抗菌性能进行了研究。结果表明,经TiO2/壳聚糖纳米复合涂料涂布后,纸张具备较强的抗菌性能;而且,实验发现,随着涂料体系中壳聚糖组分的不断增加,涂布纸的抗菌性能逐渐提高。当纳米TiO2/壳聚糖的加入比例为1∶1时,双层涂布后的纸张对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到86.55%和92.19%。

纳米TiO_2在涂料中的抗菌性能研究

将实验室自制的抗菌纳米TiO2 添加于苯 丙乳液中 ,制成抗菌涂料。透射电镜测试结果表明 ,表面处理后的抗菌纳米TiO2 在乳液中能够均匀分散 ,可充分发挥纳米TiO2 的杀菌作用。杀菌测试结果表明 ,该抗菌涂料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢的杀菌率均达到 99%以上 ,并且它不受光源条件限制 ,抗菌作用彻底、持久。

纳米TiO_2改性聚乙烯膜抗菌性能的研究

采用纳米粉体的分散技术和掺混技术,在聚乙烯中加入纳米TiO_2制得纳米TiO_2改性聚乙烯膜,并对该膜的抗菌性、抗变色性、使用安全性进行了研究。结果表明,纳米TiO_2改性聚乙烯膜具有良好的抗菌性能,在不同光源条件下对不同微生物菌株的杀菌率都达到92％以上,且具有抗菌广谱、长效、安全稳定等性能。