綠色方法構(gòu)建ZnO@纖維素及Ag-ZnO@纖維素納米復(fù)合膜及其性能研究.pdf

1、隨著石油資源的枯竭和環(huán)境污染的日益惡化，研究和開發(fā)可再生資源材料已經(jīng)成為材料科學(xué)的前沿之一。纖維素是自然界中含量最豐富的天然高分子，具有可再生、可降解、生物相容等優(yōu)點。除此之外由于纖維素有著優(yōu)異的機械性能以及穩(wěn)定性，是一種很好的基體材料。
　　傳統(tǒng)制備纖維素納米復(fù)合材料的方法有物理共混法、溶膠-凝膠法、水熱法等。物理共混法雖然簡單，但纖維素與無機納米粒子結(jié)合不牢固，耐久度差。而溶膠-凝膠法以及水熱法都需要高溫或高壓等苛刻的條件，生

2、產(chǎn)過程能耗大、成本高，制約了纖維素納米復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)。本工作從溶解得到纖維素溶液出發(fā)，利用纖維素分子鏈的生物礦化活性以及還原性，綠色方法構(gòu)建得到ZnO@纖維素以及Ag/ZnO@纖維素納米復(fù)合膜。
　　本論文第一部分研究了ZnO@纖維素納米復(fù)合膜的制備方法以及性能。首先將纖維素加入到預(yù)冷-12℃的NaOH/鋅酸鈉/尿素水溶液中得到纖維素溶液，然后選取不同的凝固劑，在室溫條件下通過流延成膜法制備ZnO@纖維素復(fù)合膜。利用XRD、

3、XPS、SEM、TEM等進行形貌和結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果顯示隨著溶劑交換速率的加快，ZnO含量逐漸增加，具有優(yōu)異的光催化及抗菌性能。
　　本論文的第二部分是在第一部分的基礎(chǔ)上，利用ZnO的半導(dǎo)體特性，在弱紫外光條件下迅速將銀還原到ZnO@纖維素復(fù)合膜上，制得Ag/ZnO@纖維素納米復(fù)合膜。SEM、TEM等結(jié)果表明，隨紫外光照射時間增加，Ag含量逐漸增加，其附著在ZnO粒子表面上且粒徑逐漸增大。用以NaBH4作為模型反應(yīng)，納米復(fù)合膜將4-硝

4、基苯酚(4-NP)快速還原成4-氨基苯酚(4-AP)，除此之外，復(fù)合膜可有效抑制革蘭氏陽性（金黃色葡萄球菌）和革蘭氏陰性（大腸桿菌）。
　　本論文的第三部分提出了一步法的策略，直接將硝酸銀加入到纖維素/鋅酸鈉水溶液中，隨著時間的增加，Ag+逐漸被堿性的纖維素溶液還原成Ag0。由于纖維素溶液中含有鋅酸鹽，大大提高了溶液的穩(wěn)定性。得到的Ag/ZnO@纖維素納米復(fù)合膜在較低濃度下表現(xiàn)出良好的生物相容性，足以在3h內(nèi)消除大腸桿菌和金黃色葡