細(xì)菌纖維素基功能納米復(fù)合材料的制備與性能.pdf

1、纖維直徑在1～100nm尺度范圍內(nèi)的納米纖維由于在環(huán)保過濾、防護、生物醫(yī)用等領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用前景，近年來受到了研究人員的廣泛關(guān)注。制備納米纖維的方法除了常用的靜電紡，還有生物合成，其中具有代表性的是木醋桿菌生物發(fā)酵制備細(xì)菌纖維素(Bacterial cellulose，BC)。
　　 BC是一種新型的天然納米生物材料，與普通植物纖維素相比，它具有獨特的物理化學(xué)性能，如高的拉伸強度，模量，化學(xué)純度，結(jié)晶度，含水率以及大的比表面積，

2、并具有良好的生物相容性和生物可降解性。正是由于這些特性，細(xì)菌纖維素在食品，生物醫(yī)用材料，造紙等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文采用動態(tài)和靜態(tài)培養(yǎng)法制備了BC，并對其結(jié)構(gòu)與性能進行了測試與表征，選用靜態(tài)法制備的BC膜為有機基體，采用原位復(fù)合方法制備了硫化鎘(CdS)/BC納米復(fù)合材料，氯化銀(AgCl)/BC納米復(fù)合材料，并初步探究了納米粒子在基體中的生長機理。主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)使用動態(tài)與靜態(tài)法制備了BC，研究了不同制備方法

3、所得BC的結(jié)構(gòu)與性能。在30℃條件下，靜態(tài)法制備的BC微觀結(jié)構(gòu)是由20～80nm直徑的纖維素纖維組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其外觀為膜狀水凝膠且其持水率為98.5％，拉伸強度為52.6MPa，模量為831.1Mpa。在30℃條件下，動態(tài)培養(yǎng)制備的BC呈“雪花狀”，其微觀結(jié)構(gòu)為1～10μm的帶子狀纖維組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在14℃條件下動態(tài)培養(yǎng)制備的BC呈“球狀”，其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為由1～2.5μm的帶子狀纖維素組成，帶子強烈扭曲，結(jié)果證明該纖維素為

4、無定形纖維素。
　　 (2)采用原位方法在不同條件下制備了CdS/BC納米復(fù)合材料，利用掃描電鏡，X射線衍射，熱失重分析，紫外可見及熒光等測試方法對其結(jié)構(gòu)與性能進行了表征。實驗結(jié)果表明：當(dāng)Cd(NO3)2和Na2S的濃度為10mM時，制備的復(fù)合材料中CdS納米粒子的粒徑在300nm左右且分布比較均勻。當(dāng)Cd(NO3)2和Na2S濃度減小為1mM時，制備的復(fù)合材料中CdS納米粒子的粒徑減小為30nm左右，對其進行了紫外可見吸收及熒

5、光光譜表征，結(jié)果表明：該復(fù)合材料中CdS納米粒子的吸收峰為426nm，與塊體CdS材料吸收峰(515nm)相比有90nm的藍移，顯示了CdS納米晶的量子限制效應(yīng)。熒光光譜結(jié)果表明：CdS納米粒子有兩個發(fā)射峰分別為(417nm，437nm)，與塊體CdS材料的發(fā)射峰相比有60nm的藍移。
　　 (3)采用循環(huán)浸漬法在不同的條件下制備了AgCl/BC納米復(fù)合材料，利用掃描電鏡，X射線衍射，熱失重分析等測試方法對其結(jié)構(gòu)進行了表征。Ag