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银/氧化硅纳米复合物的等离子体制备及性能研究

廖艳  
【摘要】: 本文研究了等离子体技术制备银/氧化硅纳米复合物,实现纳米银颗粒制备、氧化硅包覆纳米银颗粒、纳米银颗粒均匀分散的目的,更好的发挥纳米银颗粒的杀菌性能。 课题采用了电感耦合(ICP)源等离子体,以挥发性的六甲基二硅氧烷(HMDSO)为单体,沉积氧化硅;此外,采用电感耦合(ICP)源辅助磁控溅射等离子体,纯度99.99%的银作为靶材,溅射银,以挥发性的六甲基二硅氧烷(HMDSO)为单体,沉积氧化硅,制备Ag/SiOx的纳米复合物。通过FTIR光谱、UV-可见光谱、XPS能谱、XRD对所制备样品的结构和成分进行分析;利用SEM、AFM时薄膜的表面形貌进行分析;通过TEM研究薄膜表面的形貌、颗粒分布和颗粒尺寸大小;WCA对薄膜的性能进行研究;测量了成膜速率。作为应用,对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌在所制备的薄膜上进行了抗菌性测试。得到: 1.Siox纳米薄膜的制备。采用电感耦合等离子体化学气相沉积可以制备SiOx纳米薄膜。沉积的工艺参数对薄膜结构和性能有一定的影响,如ICP源输入功率、工作气压、Ar与单体的流量比、沉积时间等。发现随着ICP源输入功率增加(从10W到60W),氧化硅薄膜的接触角不断增大,斥水性增强,同时沉积速率也增加。而工作气压从0.2Pa到1.SPa增加时,薄膜的表面变得更加致密均匀; 2.Ag/SiOx纳米复合薄膜的制备。采用ICP源辅助磁控溅射等离子体,以六甲基二硅氧烷作为反应单体,99.99%的银为制备靶材,制备了Ag/SiOx的纳米复合物。同样,工艺参数对薄膜结构和性能的影响较大,如磁控溅射靶的功率、ICP源的输入功率、Ar与单体的流量比、工作气压、沉积时间、有ICP或无ICP源等。工作气压从0.1Pa到1Pa变化时,纳米银颗粒的尺寸不断增加;XPS分析谱图分析得到,工作气压从0.1Pa增加到0.5Pa时,纳米银的含量从32.30%减小到4.91%;而SiO的含量从33.53%增加到52.79%。XRD的分析表明,纳米银晶体以(111)面的取向生长;TEM结果表明,Ag/SiOx的纳米复合物中纳米银颗粒实现均匀分散、颗粒的尺寸在10nm-45nm的范围内; 3.灭菌性能。对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌测试,得到Ag/SiOx纳米复合物都有很好的灭菌性能。


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