纳米银/介孔氧化硅复合材料的制备及其抗菌性能

摘要

【目的】为了解决传统的木材银离子抗菌剂中的Ag⁺易氧化导致其抗菌耐久性有限以及新型纳米银抗菌剂的AgNPs易团聚等问题，制备了一种新型纳米银/介孔氧化硅（Ag/MCM-41-NH₂）复合抗菌材料。【方法】选取表面氨基改性的介孔氧化硅（MCM-41）作为Ag⁺的载体，将Ag⁺负载到改性载体上，并将其原位绿色还原成纳米银（AgNPs）。采用SEM、TEM、N₂吸附–脱附、XPS、XRD、FTIR和ICP-MS等手段分析了复合抗菌剂的表面形貌、结构和Ag⁺的缓释性能。使用抑菌圈法和振荡法测试了复合抗菌剂的抗菌活性，分析了其抗菌性能和抗菌耐久性。【结果】改性后的MCM-41由于表面接枝了大量的氨基，可以与Ag⁺发生接枝，还原的AgNPs成功负载在MCM-41内部，呈均匀圆球状，分散均匀。抗菌试验和Ag⁺缓释结果表明，Ag⁺/MCM-41-NH₂和Ag/MCM-41-NH₂对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的初始抗菌率均可以达到99.00%以上。但放置90 d后，Ag⁺/MCM-41-NH₂的Ag⁺流失率为25.00%，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别下降到88.75%和79.10%，而Ag/MCM-41-NH₂的Ag⁺流失率降低到5.10%，且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率仍保持在98.93%和96.93%的较高水平。【结论】AgNPs在载体MCM-41-NH₂上均匀分散，制备的Ag/MCM-41-NH₂复合抗菌剂具有良好的抗菌性能和抗菌耐久性。

关键词

复合材料 / 介孔 / 氧化硅 / 纳米银 / 抗菌 / 纳米载体

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目（32301519）;; 中国博士后科学基金项目（2022M710409）