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纳米氢氧化镁/氧化镁的制备及其抗菌性能研究

郑军  
【摘要】:氢氧化镁、氧化镁被广泛用于医药、能源、航空航天、食品、日化、催化、耐火材料、阻燃、重金属脱除、排烟脱硫、酸性废液中和等领域。其中纳米级氢氧化镁、氧化镁制品的附加值最高。随着我国成为世界第二大经济体,对纳米级氢氧化镁、氧化镁的需求量将越来越大。其市场前景十分广阔。 本文以无机镁盐为原料、氨水为沉淀剂、PEG1000为晶型控制分散剂、钛与锌为掺杂物质、采用化学沉淀法制备了多种形貌的纳米氢氧化镁、氧化镁粉体及掺杂纳米粉体。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线光电子能谱分析(XPS)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对所得产物的物相、结构、成份和形貌进行了表征。其相关研究结论如下: 1)由正交实验结果分析并综合考虑对晶粒和收率的影响,制备纳米氢氧化镁的最佳条件是Mg2+浓度0.2mol/L,反应温度60℃,反应时间1.5h。氨水用量大于10mL。 2)表面活性剂PEG对Mg(OH)2/MgO的形貌、结构和晶粒大小有着显著的影响。实验表明:PEG1000最佳加入量为0.3-4.0%。采用不同重量百分数的PEG1000可分别制得针状、片状和管状的纳米氢氧化镁粉体。 3)乙醇作为反应溶剂的存在有利于氧化物的晶化并使产品的平均晶粒尺寸减小。但产品的结晶性能不如纯水体系中反应生成的产品。 4)钛掺杂能够抑制MgO的结晶性能并促进粉体颗粒的分散,可导致掺钛氧化镁纳米管的形成(掺钛量3mol%)。Ti4+进入MgO晶格取代Mgz+,形成有限置换型固溶体结构。 5)锌掺杂含量的增加可导致晶粒大小随着锌含量的增加而增加(500℃)。从XRF、XPS与XRD分析可知,Zn2+离子取代部分Mg2+离子的位置进入MgO晶格形成有限置换型固溶结构。 在上述研究基础上,本文以目前临床检验科常见的高度交叉耐药菌为主要实验菌,采用K-B纸片扩散法和悬浮液抗菌实验较系统地研究了纳米氢氧化镁、纳米氧化镁的广谱抗菌性能研究。结果显示纳米氢氧化镁、纳米氧化镁对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌都具有显著的抗菌活性。并且对革兰氏阳性菌的杀菌效果明显强于革兰氏阴性菌。本文还分别讨论了掺杂锌、钛的纳米氧化镁的广谱抗菌性能。 最后,通过体外溶血试验对自制的纳米氢氧化镁、纳米氧化镁进行了初步生物相容性评价,并采用自制的纳米羟基磷灰石改善了纳米氧化镁的溶血率。本文实验结果将为进一步开发纳米氢氧化镁、氧化镁在生物医学领域的具体应用提供重要的参考依据。


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