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

【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。