复合抗菌粉体材料的制备与应用研究

粉体材料科学与工程专业发展现状简介粉体材料科学与工程专业是研究粉末材料的制备、性能与应用的学科领域。

随着现代工业的迅猛发展，粉末材料作为一种重要的材料形态，在各个领域得到了广泛应用。

粉体材料科学与工程专业以培养具备粉末材料制备与应用的研究和开发能力的专业人才为目标，为推动粉体材料科学与工程的发展做出了积极贡献。

发展现状研究领域扩展粉体材料科学与工程专业的发展已经不限于传统的金属粉末纳米材料、陶瓷粉末和高分子粉末等领域。

随着新材料的涌现和先进技术的发展，研究领域已经扩展到了新能源材料、生物医学材料、环境材料等多个领域。

这极大地推动了粉体材料科学与工程专业的发展。

制备技术创新在粉体材料科学与工程专业的发展中，制备技术的创新是一个重要的方向。

传统的制备方法如化学法、热处理法等被不断改进和优化，同时新的制备技术也得到了广泛研究和应用。

例如，溶胶凝胶法、气凝胶法、电化学合成法等新兴的方法为粉体材料制备提供了新的途径，极大地拓宽了制备技术的选择空间。

特性与性能研究粉体材料的特性与性能研究是粉体材料科学与工程专业的核心内容之一。

研究人员通过对粉体材料的结构、形貌、力学性能、热学性能等方面的研究，深入了解粉体材料的性能特征，并通过改变制备工艺和添加适量的添加剂等手段，优化和改进粉体材料的性能，以满足不同应用的需求。

应用拓展与产业化粉体材料科学与工程专业的发展不仅关注理论研究，也注重将研究成果应用于实际生产中。

通过与相关产业的合作，将研究成果转化为实际产品，并推动其产业化发展。

例如，粉末冶金技术在航空、汽车等领域得到广泛应用，粉末涂料技术在建筑、家电等领域也得到了推广应用。

这些应用拓展与产业化的努力，为粉体材料科学与工程专业的发展带来了新的机遇与挑战。

发展趋势多学科交叉融合随着技术的发展，粉体材料科学与工程专业与其他学科之间的交叉融合日益密切。

在新材料、新能源等领域，粉体材料科学与工程专业与化学、材料、物理、生物、电子等多个学科相互结合，共同推动科学发展。

纳米粉体在新型建筑材料领域中的应用
纳米粉体颗粒具有大的比表面积、表面原子数、表面能且表面张力随粒径的减小二急剧增加，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观隧道效应等使得纳米粒子的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子，在环境保护、医学、航天、涂料、陶瓷、化工等领域具有广阔的应用前景，下面着重介绍纳米粉体材料在新型建筑涂料、复合水泥、陶瓷材料、保温材料等新型建材领域中应用。

 一、建筑涂料
 纳米复合涂料是将纳米粉体用于涂料中制备具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料，具有如下优越的性能：
 （1）具有很好的伸缩性，能够弥盖墙体细小裂缝，具有对微裂缝的自修复作用。

 （2）具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。

 （3）具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。

 （4）纳米涂料的色泽鲜艳柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外观等。

 1、建筑外墙涂料中添加纳米SiO2等提高墙体材料的耐候性。

 （2）纳米ZnO用于环保涂料中，可显著提高涂料的耐人工老化能力，同时利用纳米氧化锌光催化作用，能分解有机物质，起抗菌和除臭作用。

 2、纳米自洁抗菌涂料
 涂料中添加纳米TiO2、ZnO等制备杀菌涂料。

目前，国内已经工业化生产的纳米抗菌粉用于涂料中，可制得涂覆于建材产品，如卫生洁具、室内。

收稿日期:2004-11-03;修回日期:2004-12-03作者简介:王广阔(1975-),男,硕士研究生,研究方向为纺织新材料、新设备、新工艺。

*通讯联系人:马建伟(1959-),男,青岛大学教授,纺织服装学院院长,青岛大学第一纺织品研究所所长,中国非织造布协会理事。

纳米抗菌纺织品的制备技术及其应用前景王广阔,马建伟*,杨英贤(青岛大学纺织服装学院,山东青岛266071)摘 要:介绍了纳米无机抗菌剂的作用机理,纳米抗菌纺织品的制备技术,抗菌纺织品的抗菌效果评价及应用,并讨论了纳米抗菌纺织品的发展趋势。

关键词:纳米材料;抗菌除臭;纺织品;效果评价;发展趋势中图分类号:TS19516 文献标识码:A 文章编号:1673-0356(2004)06-0001-030 引言在现实生活中,人们不可避免地要接触到各种各样的细菌、真菌等微生物,其中一些有害微生物在合适条件下会迅速生长繁殖,并通过接触传播疾病,影响人们的身体健康。

而各类纺织品又是这些微生物的良好生存之地,是疾病的重要传播源,所以纺织品的抗菌研究有着极其重要的意义。

随着人们生活水平的提高,人们对服用纺织品卫生性的要求也越来越高,因此具有抗菌防臭功能的纺织品市场也在逐步扩大。

可以想象,如果具有抗菌防臭功能的纺织品能够得到全面应用,对有效杜绝人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉传染会非常有利,可使医疗保健由被动治疗转为主动预防。

近年来,纳米技术与纳米材料正引起人们极大关注,由于纳米颗粒表面通常存在悬键,因此具有极高的表面活性,在吸收能量的情况下可加速氧化还原反应,从而起到杀菌抗菌的作用。

对纳米材料的深入研究,为研制抗菌除臭纺织品提供了新的途径。

世界上许多国家都在积极研究纳米材料在纺织品上的应用,制成具有各种功能的纺织品,其中纳米抗菌纺织品是最大的亮点。

1 纳米无机抗菌剂及其作用原理纳米粒子是一种介于固体与液体间的亚稳定中间态物质。

纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点,呈现出奇特的物理和化学特性,具有许多新的功能和广泛的应用前景。

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有机化粘土对聚丙烯的亲和性并不是很好，复合 材料的损耗模量峰强度因粘土的存在而减弱。 利用粘土层间的极性羟基，在聚丙烯插层时引入 官能化的聚丙烯预聚物，怎能明显体提高聚丙烯 与粘土的亲和性，达到有效改性聚丙烯的目的。 以马来酸酐改性聚丙烯预聚物作为聚丙烯与粘土 的增溶剂，粘土片层间距因此而有了较大的扩展， 在一定粘土含量的范围内，粘土均能以纳米级片 层均匀扩散在聚丙烯基体中。
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※热固性纳米复合材料（环氧树脂）
环氧树脂是从环氧化合物衍生而来的低聚物 或聚合物，通过各种与环氧基反应的交联剂的 固化作用形成体型材料。
环氧树脂基体材料强度高、耐水性耐碱性好、 固化收缩率低，具有优良的机械、电气、化学、 粘接性能，被广泛应用于粘合剂、涂料、复合 材料等方面。
环氧树脂基纳米复合材料的制备方法主要有： 溶液混合法、插层法。
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※功能性纳米复合塑料
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① 抗菌塑料
抗菌塑料是指塑料本身具有抗菌性，可以 在一定时间内将沾污在塑料上的细菌杀死并 抑制细菌生长。 在欧美一些发达国家，人们早已在电话机 听筒、电脑键盘、公交车的扶手等器具上或 多或少地使用了抗菌塑料，目前抗菌塑料已 开始用于大型家电、通讯器材、汽车制造等 方面。
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无机类抗菌剂
无机类抗菌剂是将银、铜、锌等本身 具有抗菌能力的金属或金属离子负载 于无机物载体上，通过载体的缓释来 实现抗菌。其载体主要是沸石、二氧 化钛、磷酸锆、硅 胶等。由于银离子 的毒性很小，抗菌能力强，而且在人 体内难于积累，因此目前已经商品化 ，银系抗菌剂成为应用最为广泛的抗 菌剂。
因此，纳米复合材料的发展，不仅要发 展材料的品种，更要发展纳米复合材料的 加工工艺。
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聚丙烯
聚丙烯是应用范围很广的聚烯烃材 料之一，通过在聚丙烯中引入无机纳 米相微粒，以达到在力学性质上改性 聚丙烯的目的。

曲阜师范大学硕士学位论文纳米金属氧化物抗菌材料的制备及其抑菌性能研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：无机化学指导教师：赵斌;景志红20070401曲阜师范大学硕士学位论文第二章锌铝、锌镁铝、钙铝复合氧化物的制备及其抑菌性能研究２．１引言水滑石类阴离子黏土是一种重要的层柱状新型无机材料，主要包括水滑石（Ｈｙｄｒｏｔａｌｅｉｔ，简称耵）及类水滑石（Ｈｙｄｒｏｔａｌｅｉｔｅ－ｌｉｋｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，简称ＨＴｌｃ）。

由于独特的结构特性、组成及孔结构的可调变性以及优良的催化性能，使其及以其为前驱体的复合氧化物在催化、工业、医药等方面展示了广阔的应用前景，已引起广泛关注。

２．１．１水滑石的组成及结构特征典型的水滑石Ｍ９６Ａ１２（０Ｉ－Ｉ）１６Ｃ０３·４１－１２０是一种天然存在的矿物。

水滑石与水镁石（Ｍｇ（ＯＨ）２，Ｂｒｕｃｉｔｅ）的结构类似，水镁石由Ｍｇ（ＯＨ）２八面体相互共边形成层状化合物，层与层之间对顶地叠在一起，层间通过氢键缔合。

当水镁石层状结构中的Ｍｇ”部分被半径相似的阳离子（如Ａｌ”、Ｆｅ”、ｃｒｊ＋）取代时，会导致层上正电荷的积累，这些正电荷被位于层间的负离子（如Ｃ０３’）平衡，在层间的其余空间，水以结晶水的形式存在，形成图２．１所示的层柱状结构…。

图．２．Ｉ水滑石的典型结构到样品的衍射峰可明显的指认为ＺｎＯ（ＪＣＰＤＳ．８９．１３９７），图谱中看不到ＺｎＡｌ２０４、Ａ１２０３的衍射峰，图谱的峰形较宽，毛刺较明显，说明存在有很多似应归属为高分散的Ａｌ：魄、锌铝复合氧化物的微晶或非晶相““。

样品的比表面积ＳＢＥＴ见表２．２，从表２－２可以看出样品的比表面积随铝含量的增加而明显提高。

表２．２样品锌铝复合氧化物的比表面积样品Ｓｓｚｒ（ｍ２／ｇ）ｎ＝２ｎ＝３ｎ＝４ｌｌＯ．３５５０．７８４５．１５（ａ）ｎ－－－－－－＝２的锌铝复合氧化物的ＳＥＭ图（ｂ）ｎ＝３的锌铝复合氧化物的ＳＥＭ图（ｃ）ｌｌ＝４的锌铝复合氧化物的ＳＥＭ图图．２．６ｎ＝２，３，４的锌铝复合氧化物的ＳＥＭ图图２．６为ｎ＝２，３，４的锌铝复合氧化物的ＳＥＭ图，从图２．６可以看出ｎ＝２，３，４的锌铝复合氧化物均呈现六方轮廓的片状微晶颗粒，它们的曲阜师范大学硕士学位论文粒径约为３０．５０衄，有不同程度的团聚，以ｎ＝４为最，ｎ＝２次之，ｎ＝３最轻。

纳 米 抗 菌材 料 的研 究 进 展
毛 勇 邓 玉 明
（ 州娃哈哈集 团有限公司质监部 ，杭州 ，３ ０ １ 杭 １０ ８）
摘 要 ： 纳米抗菌材 料中抗菌剂以纳米尺寸分散 ，具 有高比表面积和高反应活性 ， 抗茵材料 整体的抗菌效果较传统抗菌 剂有显著提高 ，更能 显著的抑制细 菌、真 菌等微生物的生长和繁殖 ， 改兽抗菌材料的 力学性 能 ，引起了国内外研究者的广泛 关注 。本文对具有广泛应用 前景 的金属 并 型、光催化型 、季铵盐或季磷盐 修饰 无机 纳米颗粒等纳 米抗菌剂的研究及应用情况进行 了综述。 关键词 ： 纳米 ； 抗菌剂 ； 金属型 ；光催化型 ； 无机纳米颗粒
Ａ ＞Ｃ ＞Ｚ ＞Ｃ 。＝Ｃ ｇ ｕ ｎ ｅ ａ
种 抗 菌作 用 的银 离子 通过 溶 胶 一 凝胶 、离 钛 矿 型 ３ 晶体 结构 ，其 中锐钛 矿 型 的 子 交换等 技术依 附在 纳米级 的载体 上 ，
ＴＯ存在 品格 缺陷 ，结构 比较 开放 ，当 ｉ
危害 程度 ：Ａ ＝ ｂ Ｓ ＞Ｈ ＞ ｓ Ｓ ＝ ｅ ｇ
之 间的复 合物等 。在 目 使用 的这些 半 前
导体 物质 中从使 用程序和 性价 比来看 ， 纳米 Ｔ ０ 明显 优于 其他 几种光 催 化抗 菌 ｉ
剂 。 Ｔ ０ 有 金 红 石 型 、板 钛 矿 型 和 锐 １
锌等几 种 。金属 离子对 细菌 的抗 菌效果
和 对人体 的危害程 度如 下Ｈ ： 抗菌 效果 ：Ａ 针 Ｓ ＝ ｅ ＞Ｈ ＞ ｓ ＝ ｂ Ｓ ｇ
Ｚ ＞ Ｃ ＞Ａｇ ｎ ｕ ＞Ｃ 。＝Ｃ ｅ ａ
如 沸 石 、 ＳＯ Ｔ Ｏ ｚ Ｏ １ １ ｎ 、磷 酸 复盐 颗 粒尺 寸降到 纳米级 时 ，具 有 良好 的光 等 。由于超 细纳 米级粉 体颗 粒高 比表面 催 化活性 。 积和高 反应 活性 的特殊 效应 ，大 大提 高 了整体 的抗 菌效 果 ，使 抗菌 剂耐温性 、 粉体细 度 、分散性 和功 能效 应都得 到 了 纳米 Ｔ ０抗菌 作 用较 为长效 ，抗 菌 ｉ

浅谈纳米复合食品包装材料的制备及应用作者：梁海霞，陈健，郭瑛，周翔来源：《现代食品》 2018年第3期摘要：简要介绍了纳米复合食品包装材料的制备方法及其应用领域，重点阐明了纳米复合包装材料在食品防腐、抗菌领域的应用。

关键词：纳米材料；纳米技术；纳米复合食品包装材料Abstract：This article briefly described the preparation of nanocomposite food packaging materials andapplication areas, it mainly introduced the application of nanocomposite packaging materials in the field of foodpreservation andantibacterial.Key words：Nanomaterials; Nanotechnology; Nanocomposite food packagingmaterials中图分类号：TS206纳米材料具有良好的机械性能、阻隔性能以及耐热性能，同时具有优良的抗微生物和抗菌性能，广泛应用于食品包装领域。

目前，应用于食品包装材料的纳米微粒主要有纳米Ag、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米ZnO 等。

1 纳米技术概述通常1 ～ 100 nm 的物质，被称为纳米粒子。

广义上讲，纳米材料是指在三维空间中有一维以上处于纳米尺度或由它们为基本单元构成的材料。

当物质达到纳米级的尺度，物质的各种性能就会发生变化，从而获得新的功能特性[1]。

纳米技术是指在纳米尺寸范围内研究物质的特性及相互作用，以及利用这些特性的科学与技术，广泛应用在原料、化工、医药等领域[2]。

由于纳米粒子具有大量的表面缺陷和悬空键，容易发生颗粒间的团聚，需要对纳米粒子进行改性来改善其在基体中的分散状态，以此获得高性能的复合材料。

纳米抗菌材料的研究进展摘要：纳米抗菌材料中抗菌剂以纳米尺寸分散，具有高比表面积和高反应活性，抗菌材料整体的抗菌效果较传统抗菌剂有显著提高，更能显著的抑制细菌、真菌等微生物的生长和繁殖，并改善抗菌材料的力学性能，引起了国内外研究者的广泛关注。

本文对具有广泛应用前景的金属型、光催化型、季铵盐或季磷盐修饰无机纳米颗粒等纳米抗菌剂的研究及应用情况进行了综述。

关键词：纳米、抗菌剂、金属型、光催化型、无机纳米颗粒The research development of nano-antibacterial materialsAbstract:Antibacterial agents are dispersed as nano-sized particles in nano-antibacterial material. Because of the high surface area and high reactivity of antimicrobial agents, the overall antibacterial properties of nano-antibacterial materials have increased more significantly than the conventional antibacterial agents, which have more effect on inhibiting the growth and reproduction of microbial, such as bacteria, fungi and other microbial. Moreover, antibacterial agents can improve the mechanical properties of antibacterial material. In this paper, the research and application development of some kinds of nano-antibacterial materials with broad application prospects is reviewed, such as metal-based, light catalytic nano-antibacterial materials, and inorganic nano-sized materials modified by quaternary ammonium or quaternary phosphorus salt.Keywords: nano-sized, antibacterial agent, metal, light catalytic, inorganic nanoparticles 随着科技的发展，生活水平的提高，人们对自身居住、工作、生活的环境卫生要求进一步提高，促进了抗菌技术和抗菌材料的快速发展。

文章编号:1001-7658(2009)04-0424-03=综述>纳米银抗菌剂的研究和应用陈美婉彭新生吴琳娜吴传斌(中山大学药学院,中山大学药物制剂工程研究开发中心,广州510006)关键词纳米银;抗菌剂;杀菌效果;抑菌中图分类号:R187.1文献标识码:A纳米银作为金属银的一种特殊形态,是指粒径在1~ 100n m之间的金属银微粒组成的粉体。

由于其颗粒极其微小,表面积较大,使其具有显著的表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应,因而使纳米银具有超强的活性及渗透性,其杀菌作用是普通银的数百倍。

另外,由于纳米尺度的金属银的表面电子特性,它可以与细菌的蛋白质分子上的疏基、胺基等吸电子基团形成配体,从而进一步增强了抗菌效果。

纳米银是一类新型抗菌剂,具有强大抑菌、杀菌作用及其广谱的抗菌活性,具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果,无耐药性,安全性高。

随着抗生素的细菌耐药性日益严重,纳米银在消毒杀菌领域的研究和应用越来越受到了广泛的关注。

人类发现银有广谱杀菌作用已有很长时间,早在远古时代,就有用银器存放食物,防止细菌生长的记载112。

随着科学技术的进步,人们发现银是一种安全的广谱性杀菌材料,其应用也逐渐推广开来。

如今临床上人们已广泛使用磺胺嘧啶银、氟哌酸银、锌银乳膏、磺胺嘧啶银胶原蛋白膜、辐照氟银猪皮等治疗烧伤烫伤以防止绿脓菌等细菌的繁衍,硝酸银水溶液作为眼科消炎、银汞合金作为牙科材料及含银水溶液治疗牙痛、胶态银在妇科洗剂中均应用广泛。

在日常生活在中也可用载银活性炭或银丝编织过滤器净化饮用水等。

1纳米银的抗菌机理纳米银由于其结构单元尺寸介于宏观物质和微观原子和分子之间,表现出特别的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,可以轻易地进入病原体122;纳米银粒子尺寸小,表面所占的体积百分数大,表面的键态和电子态与颗粒内部不同,表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加,具备了作为抗菌剂的基本条件;具有很强穿透力,能全面充分接触并攻击病原体,从而发挥更强的生物效应,具有安全性高,抗菌范围广,持续杀菌时间长等优点132。

粉体材料科学与工程专业考研方向1. 引言粉体材料科学与工程专业是一门研究粉体材料的独立学科，涉及物理、化学、材料工程等多个领域。

考研方向为该专业的研究方向之一，旨在培养研究和应用粉体材料相关技术的专业人才。

2. 专业背景粉体材料是以固体颗粒或由颗粒形成的物料的形式存在的材料。

粉体材料科学与工程专业考研方向主要涉及粉体的制备、组装、加工以及性能表征等方面的研究。

在当今科学技术快速发展的背景下，粉体材料在能源、环境、生物医药等领域的应用前景广阔。

3. 主要内容及研究方向粉体材料科学与工程专业考研方向的主要内容包括以下几个方面：3.1 粉体的制备方法•原位合成法：化学气相沉积、溶胶凝胶法等。

•机械合成法：球磨、高压合成等。

•物理方法：电化学法、离子束法等。

3.2 粉体的结构表征与性能分析•X射线衍射：用于分析晶体结构和晶体缺陷。

•红外光谱：用于研究粉体的分子结构和功能基团。

•扫描电镜：用于观察微观形貌和表面形态。

3.3 粉体的组装与加工技术•冷等静压：利用压力将粉体压制成形。

•烧结：通过高温将粉体颗粒结合成致密实体。

•等离子喷涂：利用等离子体将粉体涂覆在基体上。

3.4 粉体材料的应用•新能源材料：如锂离子电池材料、太阳能材料等。

•环境保护材料：如吸附剂、催化剂等。

•生物医药材料：如药物载体、组织修复材料等。

4. 就业前景粉体材料科学与工程专业考研方向的毕业生可从事科研院所、大学、企事业单位等领域的相关工作。

同时，随着新材料、新能源等行业的发展，粉体材料专业的人才需求也持续增长。

毕业生可在粉体材料制备与应用、材料分析与表征、新材料研发等方面开展工作。

5. 总结粉体材料科学与工程专业考研方向是一个充满前景和挑战的领域。

通过深入研究粉体材料的制备、组装、加工和性能，培养具有创新意识和解决问题能力的专业人才，为我国材料科学与工程发展做出贡献。

对于有兴趣从事粉体材料研究的学生来说，考研选择该专业方向是一个明智的选择。

纳米二氧化钛粉体的用途1. 引言纳米材料是指其尺寸在纳米级别的物质，由于其独特的物理、化学和光学性质，近年来引起了广泛的关注和研究。

纳米二氧化钛粉体作为一种常见的纳米材料，在各个领域具有广泛的应用。

本文将介绍纳米二氧化钛粉体的用途，并对其在不同领域中的具体应用进行详细阐述。

2. 纳米二氧化钛粉体的制备方法纳米二氧化钛粉体可以通过多种方法制备，常见的方法包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法、水相合成法等。

这些方法可以控制纳米颗粒的尺寸、形貌和分散性，从而得到不同性质和用途的纳米二氧化钛粉体。

3. 纳米二氧化钛粉体在光催化领域中的应用光催化是一种利用光能激发催化剂进行反应的技术。

由于纳米二氧化钛具有较高的光催化活性和稳定性，因此在光催化领域中得到了广泛应用。

纳米二氧化钛粉体可以用于水处理、空气净化、环境污染修复等方面。

例如，将纳米二氧化钛粉体添加到水中，通过光催化反应可以分解有机污染物，提高水质；将纳米二氧化钛粉体涂覆在建筑材料表面，可以通过吸收阳光中的紫外线来净化空气。

4. 纳米二氧化钛粉体在太阳能电池领域中的应用太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。

纳米二氧化钛粉体具有优异的光吸收性能和电子传输性能，因此被广泛应用于太阳能电池领域。

目前常见的太阳能电池类型包括染料敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，而纳米二氧化钛粉体作为这些太阳能电池中的关键材料之一。

通过将纳米二氧化钛粉体涂覆在电极表面，可以增强光吸收和电子传输效率，提高太阳能电池的转换效率。

5. 纳米二氧化钛粉体在防护材料领域中的应用纳米二氧化钛粉体具有良好的抗菌性能和自洁性能，因此被广泛应用于防护材料领域。

例如，在纺织品中添加纳米二氧化钛粉体可以使其具有抗菌、防臭、防污等功能；将纳米二氧化钛粉体涂覆在建筑材料表面，可以通过光催化反应降解空气中的有害物质，提高室内空气质量。

6. 纳米二氧化钛粉体在医疗领域中的应用纳米二氧化钛粉体在医疗领域中也有一定的应用。