金屬表面微-納米加工及其活性研究.pdf

1、通過(guò)對(duì)材料表面進(jìn)行微/納米加工處理，可提高其固有的性能或賦予材料新的功能。因此，表面材料化學(xué)有廣闊的應(yīng)用前景，已成為現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)之一。本論文中我們采用陽(yáng)極氧化法、加熱沉積法、電沉積法、原位生成法和化學(xué)沉積法等成功合成了表面具有特殊微/納米結(jié)構(gòu)的氧化鋁、氧化鋅和氧化鎳材料，并對(duì)材料的光催化性能、染料吸附性能和生物活性等進(jìn)行了測(cè)試。主要開(kāi)展研究的工作包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)首先，采用陽(yáng)極氧化法通過(guò)改變電解液、電壓、時(shí)間和溫度等

2、參數(shù)，成功地制備出了由納米顆粒狀結(jié)構(gòu)或孔狀結(jié)構(gòu)的氧化鋁構(gòu)成的二維平面，這些納米結(jié)構(gòu)的尺寸在20 nm-120 nm之間，可以控制。另外，研究了該材料表面對(duì)細(xì)胞行為變化的影響。測(cè)試結(jié)果證明：顆粒狀氧化鋁各個(gè)尺寸之間對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)影響沒(méi)有顯著性地差異；對(duì)于孔狀氧化鋁，我們用NIH3T3和PC12兩種細(xì)胞來(lái)研究其生物活性，發(fā)現(xiàn)50 nm比其它的尺寸更適合NIH3T3細(xì)胞的生長(zhǎng)，而80 nm比其他的尺寸更適合PC12細(xì)胞的生長(zhǎng)。
　　(2)

3、其次，采用陽(yáng)極氧化法可控合成了孔徑大小為0.83±0.12μm-8.3±1.47μm，孔密度為0.2±0.01％-59.8±5.4％的多孔狀氧化鋅二維平面。采用加熱沉積法、電沉積法和原位生長(zhǎng)法制備出了其它形貌的氧化鋅，如：片狀、網(wǎng)狀和顆粒狀。對(duì)這些二維平面的生物活性評(píng)價(jià)結(jié)果表明：氧化鋅可顯著降低細(xì)胞活性。對(duì)于多孔狀氧化鋅表面，它對(duì)細(xì)胞伸展、增殖和代謝等抑制作用具有孔密度依賴(lài)性，且隨著孔密度的增大而逐漸減弱。對(duì)于其它形貌的氧化鋅二維平面，

4、它們對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)存在表面形貌依賴(lài)性，抑制作用強(qiáng)弱為：顆粒狀氧化鋅膜<片狀氧化鋅膜<網(wǎng)狀氧化鋅膜。此外，光催化分析結(jié)果表明：氧化鋅的光催化具有孔密度依賴(lài)性和表面形貌依賴(lài)性，且具有良好降解甲基橙的能力。如：180 min的紫外光照條件下，片狀氧化鋅膜的降解率達(dá)到94.4％，其次是網(wǎng)狀氧化鋅(91.5％)，顆粒狀氧化鋅(38.1％)。但光催化穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)這些氧化鋅二維平面經(jīng)過(guò)多次使用后，其光催化性能均出現(xiàn)不同程度的降低。
　　(3)再

5、次，用化學(xué)沉積法在多孔氧化鋁模板上制備出了由絲狀氧化鎳組成的二維平面，通過(guò)改變沉積的時(shí)間和氧化鋁模板孔徑的大小來(lái)研究不同條件下形成絲狀氧化鎳的變化。結(jié)果證明：當(dāng)氧化鋁模板的孔徑變大以及沉積的時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)都可以增加絲狀氧化鎳的密度。微生物吸附試驗(yàn)表明，氧化鎳可有效地抑制黑曲霉菌在其表面的粘附和生長(zhǎng)，但該抑制作用與氧化鎳的密度無(wú)關(guān)。染料吸附試驗(yàn)表明，隨著模板孔徑的增大其表面的吸附能力逐漸增大，吸附后表面的顏色逐漸變深。當(dāng)300℃煅燒2 h重復(fù)