负载四氧化四银二氧化硅

1、本科毕业论文（设计）( 2014届 ) 题 目： 负载四氧化四银二氧化硅 的制备和性能研究 学 院： 化学化工学院 专 业： 制药工程 学生姓名： 李豪 学号： 21007021034 指导教师： 姚武 职称（学位）： 教授 合作导师： 职称（学位）： 完成时间： 2014 年 4 月 20 日 成 绩： 黄山学院教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年 月 日目 录中文摘要1英文摘要21 引言32 实验部分42.

2、1 仪器与试剂42.1.1 实验仪器42.1.2 实验试剂42.2 试验方法52.2.1 Ag4O4的制备52.2.2 负载Ag4O4-SiO2的制备62.2.3 灭菌性能研究63 结果与讨论73.1 实验现象描述 63.2 X-射线衍射仪73.3 红外光谱检测 83.4 电镜扫描94 结论11参考文献12致谢13负载四氧化四银二氧化硅的制备和性能研究化学化工学院学院 制药工程专业 李豪（21007021034）指导老师：姚武（教授）摘 要：采用化学方法制得的Ag4O4，经过XRD衍射分析、红外光谱分析和SEM观察对其理化性质进行了表征，以无水乙醇作为助溶剂，将制备好的Ag4O4在制备Si02

3、过程中进行负载制得的负载型Ag4O4-Si02，然后通过在培养基表面接种菌株进行灭菌实验对其抗菌性能进行了评价。结果表明，采用此方法制得的负载型Ag4O4-Si02性质完全符合预期，抗菌性能优良,为进一步研制抗菌性能良好的医用材料提供了有益借鉴。关键词：四氧化四银；二氧化硅；制备；灭菌性能Preparation of silicon dioxide countaining Tetrasilver tetxoxide and its performance studyLi HaoDirector：Yao Wu (College of chemistry and chemical engineer

4、ing, Huangshan University)Abstract：The Ag4O4 was made by chemistry method and its physical and chemical properties were characterized by XRD diffraction analysis,infrared spectrum analysis and SEM observation.Using ethanol as solvent,the supported Ag4O4-Si02 was prepared by Ag4O4 loaded during

5、preparation of Si02.And then the sterilization experiment was done to evaluate its antibacterial properties by strains inoculated on the surface of the culture medium.The results showed that the properties of supported Ag4O4-Si02,prepared by this method were completely in line with expectations,that

6、 to say the antibacterial properties is excellent.The result provide a useful reference for the further development of antibacterial material with good performance .Key Words：tetrasilver tetxoxide，silicon dioxide，preparation，sterilization performance1 引 言一直以来，我们都知道银对于大多数的微生物都有很强的抗菌性，银对液体中的微生物具有吸附作用，

7、微生物被银吸附后，起呼吸作用的酶就失去功效，微生物就会迅速死亡。银离子的杀菌能力特别强，每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子，即可杀死水中大部分细菌。美国一科学家曾做过试验，他将4.5升污水(每毫升含大肠杆菌七千多个)经过3小时的银电极处理后，所有大肠杆菌全部死亡。伤寒菌在银片上只能活18个小时，白喉菌在银片上只能活3天。因此在生活中经常利用他们的消毒、杀菌作用，正是由于银的杀菌能力很强，又对人畜无任何伤害。目前，世界上超过半数的航空公司已使用银制的滤水器。许多国家的游泳池也用银来净化，净化后的水不会像使用化学药品净化的水那样，刺激游泳者的眼睛和皮肤。在传统的医学和烹调中常常用到一些银盐及其衍

8、生物，并且纳米银颗粒也被用来研究其抗菌性。通过电子显微镜研究发现纳米银具有优良的性能，研究显示纳米银颗粒对细菌的作用取决于其尺度的大小。纳米银颗粒从而被作为抗菌性传输的一种手段，并且被用来合成抗菌纤维和涂层材料的化合物。然而，这些纳米颗粒的抗菌性取决于他们在生长介质中的稳定性，因为这对于细菌与纳米颗粒之间反应时间的持久性维持至关重要。这对于制备能够极大限制细菌生长的稳定的纳米银颗粒是一个很大的挑战，它们在介质中往往不能稳定的分散并且趋向于团聚，而且难以分散回收，抗菌效果也不如离子态好。因此使纳米银颗粒在抗菌材料中的应用受到了极大地限制，进行纳米银颗粒的改性与修饰将成为发展纳米银抗菌材料的新课题

9、。无机抗菌材料是目前应用最广的一种抗菌材料，它是以无机物为载体结合具有抗菌能力的钦、铜、锌、银等金属离子的一类功能材料。由于其具有耐热性能好、抗菌谱广、抗菌效能持久、易于固化成形、并且便于分离和环保节能等优点而受到研究者的重视。而Si02材料是一种在结构上具有大比表面积及孔容量、孔径分布均匀、孔道在一定范围内连续可调，性质稳定的有序材料。这些特殊的结构与性质使其在催化、吸附脱附方面有很重要的应用，并且近几年逐渐发展成为一种良好的载体材料。鉴于此，我们可以将其作为纳米银颗粒的载体，将纳米银颗粒进行掺杂形成一种新颖的负载型材料Ag-Si02在这种新颖材料中，Si02材料作为这样一种重要的载体材料，

10、具有很高的水热稳定性，较大的比表面积并且能够很好的与其他材料相容，纳米银颗粒作为一种抗菌性能好、抗菌范围广的纳米抗菌材料，这两种材料的有效结合赋予了这种杂化结构新的性质。2 实验部分2.1 实验仪器和试剂2.1.1 实验仪器、型号及生产厂家表2.1-1仪器、型号和生产厂家仪器名称 型号 生产厂家电子天平 AL104 梅特勒-托利多仪器上海有限公司双频数控超声波清洗器 KQ-200VDB 昆山市超声仪器有限公司生化培养箱 LRH-150 上海一恒科学仪器有限公司洁净工作台 SB-JC-113 上海博讯实业有限公司医疗设备厂手提式压力蒸汽灭菌器 YXQ-LS-18SI 上海博讯实业有限公司医疗设备

11、厂真空干燥箱 DZF-6020 上海博讯实业有限公司医疗设备厂双向磁力加热搅拌器 79-2 江苏省金坛市医疗仪器厂台式高速离心机 RJ-TGL-16G- 无锡市瑞江分析仪器有限公司 集热式恒温磁力搅拌器 DF-101C 巩义市英峪予华仪器厂红外光谱仪 nicolet380 美国Nicolet公司电镜扫描 S3400 日本日立公司X射线衍射仪 D8 ADVANCE 德国布鲁克公司量筒、移液管、烧瓶、玻璃棒、容量瓶、培养皿、接种环、涂布器、玛瑙研钵等2.1.2 实验试剂表2.1-2试验所用试验仪器、型号和生产厂家试剂名称 纯度 生产厂家硝酸银 分析纯（99.8%） 国药集团化学试剂有限公司氨水 分

12、析纯（25%28%） 上海中试化工总公司氢氧化钾 分析纯（82%） 杭州萧山化学试剂厂氢氧化钠 分析纯（96.0%） 天津市大茂化学试剂厂过硫酸钾 分析纯（99.5%） 上海化学试剂总厂所属上海试剂二厂正硅酸乙酯 分析纯（28%） 西陇化工股份有限公司无水乙醇 分析纯（99.7%） 中国·宿州化学试剂有限公司·安徽氯化钠 分析纯（99.5%） 汕头市西陇化工股份有限公司牛肉膏 生物试剂 北京奥博星生物技术有限责任公司蛋白胨 生物试剂 北京奥博星生物技术有限责任公司琼脂 生物试剂 石狮市环球琼脂胶工业有限公司实验用水为去离子水，实验菌种为金黄色葡萄球菌。2.2 试验方法2.2

13、.1 四氧化四银的合成用电子天平准确称取0.5000g硝酸银固体颗粒（准确至0.0001g）于已经洗净并事先加入30ml去离子水的烧杯中，用玻璃棒搅拌至硝酸银固体完全溶解后将烧杯置于水浴锅上加热至90后恒温加热备用，此烧杯标记为1号烧杯。然后另取一洁净烧杯加入50ml去离子水并准确量取3g过硫酸铵和3g氢氧化钠也加入烧杯中，在水浴锅内加热至90（此烧杯标记为2号烧杯）并用玻璃棒缓慢搅拌，至烧杯内固体完全溶解后将2号烧杯内液体加入到1号烧杯内并继续搅拌使充分反应，溶液会很快变为灰褐色，并伴有刺激性气味放出，继续搅拌反应30分钟。反应完毕后，从水浴内取出烧杯水平静置使液体冷却和固体沉淀。约10分钟

14、后得到灰黑色四氧化四银颗粒沉淀，过滤洗涤烘干备用。反应公式为：4AgNO3 + 2Na2S2O4 + 8NaOH = Ag4O4(沉淀) + 4Na2SO4 + 4NaNO3 + 4H2O2.2.2 负载Ag4O4-Si02的制备 3.3ml氨水 47ml无水乙醇 混合 0.0039g Ag4O4 搅拌 4mlTEOS 滴加 反应24h 离心5min 水洗、醇洗、烘干 样品2.2.3 产物样品的表征 （1）XRD衍射分析。采用D8 ADVANCE型X射线衍射仪得到产物样品粉末的XRD图。 （2）红外光谱分析。将产物样品粉末采用KBr压片法于nicolet380型红外光谱仪分析其结构特征。 （3

15、）SEM观察样品外形、大小及元素组成。将样品粉末以1：100比例溶于无水乙醇中超声清洗30分钟后，滴1滴于铜片上，自然晾干后用日立S3400型进行电镜扫描。2.2.4 灭菌性能研究（1）固体培养基的配制将牛肉膏5g、蛋白胨15g、氯化钠15g称量好后按顺序加入到大烧杯中，加150ml水于集热式恒温磁力搅拌器水浴加热，多次少量加入琼脂共25g，搅拌至完全溶解最后定容1000ml，用NaOH调节PH至7-8，分装在烧瓶中。（2）高压蒸汽灭菌把移液管、试管、培养皿、烧瓶用报纸包好后送入高压蒸汽灭菌锅在121（0.1-0.13MPa）下进行灭菌20min，取出冷却再放在超净工作台内紫外消毒20min。

16、（3）样品准备及接种A 样品准备：分别称取0mg（空白对照）、1mg、5mg、10mg Ag4O4各2份分别加入到试管中，分别命名为样品1、样品2、样品3、样品4。将加了样品的试管分别加入5ml培养基并同时超声清洗3min，清洗后取出试管趁热分别加到培养皿中，冷却备用。B 接种：用接种环沾取1滴金黄色葡萄球菌液分别接种在冷却的培养基表面，将涂布器用酒精灼烧后把培养基表面的菌种涂布均匀（对不同培养皿里的菌种涂布前都需进行酒精灼烧操作）。完成接种后将培养皿放入生化培养箱里37恒温培养48h。(4) 抗菌情况 48h后取出观察菌株生长情况，拍照。3 结果与讨论3.1 实验现象3.2 XRD分析结果3

17、.3 红外分析结果3.3.1 四氧化四银的红外光谱图3.3.2 四氧化四银红外光谱图图3.3.3负载Ag4O4-Si02红外光谱图3.3 TEM3.4 X射线衍射 4 结论采用此方法制得的Ag4O4经过XRD衍射检测和红外光谱分析对其理化性质进行了表征，以无水乙醇作为助溶剂，将合成好的Ag4O4在制备Si02过程中进行负载制得的负载型Ag4O4-Si02，最后通过培养基表面接种菌株培养灭菌实验并多次平行试验验证对其抗菌性能进行了评价。结果表明，采用此方法制得的负载型Ag4O4-Si02性质完全符合预期，抗菌性能优良,为进一步研制抗菌性能良好的医用材料提供了有益借鉴。参考文献1张文钲, 张羽天银

18、抗菌材料的研究与开发JNEW CHEMICAL MATERIALS1997(07)2向红亮，郭培培载银抗菌金属材料研究概况J金属世界2012(01)3王昕四氧化四银活性炭对饮用水中污染物去除研究D扬州大学2010(04)4高锐，王斌，张杰氧化四银药用研究进展J中国新药与临床杂志2005(07)5 尚柯，郑宪友，陈婷，曹张军，张兴群价银氧化物Ag4O4的软化学制备、表征及抑菌性能评价J， 料导报，2012(05)6陈陆妹培养基的配制和灭菌J实验教学与仪器，2011(06)7关博文，刘开平，张艳，张晓旭纳米SiO2的制备及改性研究进展J辽宁化工2008(05)8王云芳，郭增昌，王汝敏纳米二氧化硅的

19、表面改性研究J化学研究与应用2007(04)9曹淑超，伍林，易德莲，秦晓蓉，刘峡，孙少学纳米二氧化硅的制备工艺及其进展J化学与生物工程2005(09)10 李维纳米二氧化硅的表面修饰及其应用研究D昆明理工大学2013(04)11 王倩，张琴，段先健，傅强溶胶-沉淀法疏水纳米二氧化硅的制备及其在硅橡胶中的应用J橡胶工业2008(03)12姜小阳纳米二氧化硅的制备及表面修饰D无机化学，2012(04)20徐子颉，吕泽霖，甘礼华Si02气凝胶小球热处理过程中的相变研究J人工晶体学报，2006，35（6）：1176-117921 陈和生，孙振亚，邵景昌八种不同来源二氧化硅的红外光谱特征研究J 硅酸盐通

20、报，2011，30（4）：致谢从始至终，本论文都离不开尊敬的姚老师的悉心指导和无私的帮助。为了指导我的实验过程和论文写作，他多次在休息时间无论是下雨还是寒冬都到实验室对我进行纠正和指导，还联系生命与环境学院王世强教授对我进行微生物培养与灭菌方面知识的教导，把最好的实验仪器和设备提供给我，对我的实验提供了很多方便，降低了不少难度。姚老师那渊博的专业知识，严谨的治学态度，诲人不倦的高尚师德、平易近人的人格魅力对我影响深远，使我终身受益。同时衷心感谢叶巧云同学、周浩同学、李丹丹同学在我完成本科毕业论文实验期间对我的热心帮助。感谢庄健学长、吕文军学长给我提供了很多宝贵的意见。感谢黄山学院生命与环境学院

21、王世强教授在微生物方面和细菌培养方面对我的耐心指导。要是没有你们我也不能克服那么多的难关完成此次论文。最后，再次感谢关心和帮助我的老师和同学们，谢谢！本科毕业论文（设计）(201 届 ) 过程管理材料 学生姓名： 学号： （过程管理材料各自独立成word文档，此页只用于纸质稿与正文分隔，用时请删去斜体字这部分）目 录（一）本科毕业论文(设计)任务书XXX（二）本科毕业论文(设计)开题报告XXX（三）本科毕业论文(设计)指导记录XXX（四）本科毕业论文(设计)中期检查表XXX（五）本科毕业论文(设计)指导老师评阅意见XXX（六）本科毕业论文(设计)评阅人评阅意见XXX（七）本科毕业论文(设计)答

22、辩资格审查表XXX（八）本科毕业设计(论文)作品(实物)验收单 XXX（九）本科毕业论文(设计)答辩记录XXX（八）本科毕业论文(设计)答辩小组评语及综合成绩XXX注意：样版中的“XXX”表示待定页码内容，请根据实际内容填写，下同。（九）毕业论文检测报告XXX黄山学院本科毕业论文(设计)任务书学生姓名学号题 目注意：1任务书由指导教师填写、院系领导审核，学生、指导老师、院系领导均应签字。2此任务书要求在毕业论文（设计）工作开始前下达。一、课题的内容和任务要求二、进度安排（起止时间： 年 月 日 年 月 日）三、主要参考资料学生签名： 指导教师签名： 院系领导签名： 23黄山学院本科毕业论文(设

23、计)开题报告学生姓名学号题目题目性质社会实践中完成基础理论研究文献 综述型其它实验实习工程实践社会调查一、选题依据和目标（该研究的目的、意义、国内外研究现状及发展趋势）（请注明实验、实习、工程实践、社会调查等）；基础理论研究；文献综述；其它。二、课题关键问题及难点三、研究方案1， 拟采取的研究方法或试验方法及主要技术路线2， 研究进度安排四、参考文献五、指导教师意见签名： 年 月 日六、院系意见负责人签名： 年 月 日黄山学院本科毕业论文(设计)指导记录 学生姓名学号 题 目要求：1指导记录不少于8次，日期合理，内容详细具体。2页面空间不足可自行复制添加。3指导方式可以是面授、网络、电话、书信

24、等方式。第 次指导记录 学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录 学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录 学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录 学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录学生签名： 指导教师签名： 年 月 日第 次指导记录学生签名： 指导教师签名： 年 月 日黄山学院本科毕业论文(设计)中期检查表 学生姓名 学号题 目计划完成时间年 月 日一、现阶段任务落实情况和成效二、后续工作计划、目标和途径三、指导教师意见指导教师签名： 年 月 日黄山学院本科毕业论文（设计）指导教师评阅意见学生姓名学号 成绩（百分制）题 目指导教师评语指导教师签名： 年 月 日黄山学院本科毕业论文（设计）评阅人评阅意见学生姓名学号 成绩（百分制）题 目评阅人评语评阅人签名： 年 月 日黄山学院本科毕业论文（设计）评阅人评阅意见学生姓