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磷酸银/酵母纳米复合材料和纳米银的生物合成及其机理和性能研究

作　者: 韩秀秀
导　师: 何文
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 材料物理与化学
关键词: 磷酸银/酵母纳米复合材料酵母细胞模板生物合成纳米银空心球载银羟基磷灰石
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

纳米材料的研究是材料科学发展的前沿主导方向,由于其独特的光学和物理特性,已得到广泛的应用。其中介孔材料作为纳米材料的一员,有着特殊的地位,而纳米材料的发展也会推动介孔材料的发展。介孔材料的种类很多,空心球由于具有分层的核壳结构和独特的形态吸引人们的许多关注。空心球应用非常广泛,例如在药物释放,吸附以及催化剂等方面。本文在常温常压下以酵母细胞为模板合成出磷酸银/酵母纳米复合材料,利用正交试验对合成条件进行了优化,并对其合成机理和性能进行了比较系统的研究。整个反应过程条件温和、工艺简单、产物结构重复性好。采用X射线衍射、红外光谱、透射电镜等对磷酸银/酵母纳米复合材料进行了分析表征,并对其电化学性能和荧光标识性能进行了研究,表明以酵母为模板合成的纳米材料具有一定荧光性能和高效的电催化性能,在光、电等领域有着重要的应用。根据软硬酸碱理论,离子交换和氧化还原机制,生物矿化和晶体成核生长等原理对酵母模板合成过程进行了详细的分析和证明,说明了酵母细胞对磷酸银/酵母纳米材料合成起到的催化和模板作用。以酵母为模板合成了尺寸均匀的纳米银空心球,利用XRD、TEM、SEM和紫外-可见吸光光谱进行了表征,研究了纳米银空心球修饰介孔二氧化钛对甲基橙的光催化降解性能。说明其对二氧化钛的光催化降解有增效作用。合成了载银羟基磷灰石介孔材料,对其结构进行了表征。研究了载银羟基磷灰石的抗菌性能。可以证明羟基磷灰石本身没有抗菌性,而载银羟基磷灰石能够有效地杀灭革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌。我们进一步对磷酸银和纳米银的抗菌性能作了进一步表征。说明银系材料具有良好的抗菌效果。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-19
  1.1 引言  11-12
  1.2 纳米材料概述  12
  1.3 纳米空心球简介  12-14
  1.4 微生物催化合成背景  14-17
    1.4.1 纳米结构自组装技术  14-15
    1.4.2 生物矿化  15
    1.4.3 酵母菌  15-17
  1.5 本课题的研究内容及研究意义  17-19
    1.5.1 研究内容  17
    1.5.2 研究目的意义  17-19
第2章磷酸银/酵母纳米复合材料的合成及其性能研究  19-37
  2.1 引言  19-20
  2.2 实验部分  20-22
    2.2.1 实验试剂  20
    2.2.2 实验设备  20
    2.2.3 实验过程  20-21
    2.2.4 测试表征技术  21-22
  2.3 测试结果分析与讨论  22-35
    2.3.1 合成优化实验  22-24
    2.3.2 结构形貌分析  24-31
    2.3.3 性能研究  31-35
  2.4 本章小结  35-37
第3章磷酸银/酵母纳米复合材料合成机理研究  37-51
  3.1 引言  37
  3.2 合成机理研究初探  37-47
    3.2.1 酵母细胞的培养  37-38
    3.2.2 酵母细胞对银离子的吸附  38-45
    3.2.3 酵母细胞生物矿化中的结晶原理  45-47
  3.3 合成过程分析  47-49
  3.4 本章小结  49-51
第4章纳米银空心球的合成及其在光催化中的应用  51-59
  4.1 引言  51-52
  4.2 实验部分  52-53
    4.2.1 实验试剂  52
    4.2.2 实验仪器  52
    4.2.3 实验过程  52-53
    4.2.4 样品测试表征和光催化性能测试  53
  4.3 结果与分析  53-57
    4.3.1 结构表征  53-54
    4.3.2 形貌分析  54-56
    4.3.3 光催化降解甲基橙的结果分析  56-57
  4.4 本章小结  57-59
第5章载银羟基磷灰石的合成与银系抗菌性能初探  59-71
  5.1 引言  59-60
  5.2 实验部分  60-61
    5.2.1 实验试剂  60
    5.2.2 实验仪器  60
    5.2.3 实验过程  60-61
  5.3 结果与分析  61-64
    5.3.1 结构分析  61
    5.3.2 形貌分析  61-64
  5.4 载银羟基磷灰石抗菌性能分析  64-67
    5.4.1 金黄色葡萄球菌实验结果分析  64-65
    5.4.2 大肠杆菌实验结果分析  65-67
  5.5 银系样品抗菌实验分析  67-68
  5.6 抗菌机理分析  68-70
  5.7 本章小结  70-71
第6章结论展望及创新点  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 创新点  72
  6.3 展望  72-73
参考文献  73-83
致谢  83-85
在学期间主要科研成果  85
  一、发表学术论文  85
  二、其它科研成果  85

磷酸银/酵母纳米复合材料和纳米银的生物合成及其机理和性能研究

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