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随着人民生活水平的不断提高,控制和消灭有害细菌的生长和繁殖,保护人类健康安全,日益受到重视。由于金属离子型无机抗菌剂所具备的诸多优点及良好的商业前景,使其成为抗菌剂领域的研究热点。铜铁氧体(CuFe2O4)是一种无机非金属材料,由于具有大的比表面积,良好的磁性能、催化性能而受到广泛研究。针对目前抗菌剂微粒尺寸大、易团聚、抗菌长效性差、抗菌剂难以回收利用等缺点,本文首次制备了载银铜铁氧体(Ag/CuFe2O4)中空纤维,并利用其良好的磁性能实现抗菌剂的循环利用。
采用有机凝胶-热分解法制备了CuFe2O4中空纤维,并对其凝胶纺丝制备前驱体纤维的条件进行了优化。利用浸渍法、煅烧工艺制备了Ag/CuFe2O4纤维,并对最佳浸渍条件进行了优化。通过红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)等表征手段对CuFe2O4纤维以及Ag/CuFe2O4纤维进行了表征并测试了Ag/CuFe2O4纤维的抑菌性能。对Ag/CuFe2O4纤维进行了磁性回收利用试验,得出了较好的重复利用效果。具体结果如下:
采用有机凝胶-热分解法800℃热处理2h成功制备了直径1μm左右,长度为10～20μm平均晶粒尺寸为25.7nm的CuFe2O4中空纤维。CuFe2O4纤维具有优良的铁磁性能,饱和磁化强度和剩磁分别为40.3emu/g和23.5emu/g。利用浸渍法并经过150℃和500℃后续热处理1h分别得到了银价态为离子型和单质型的Ag/CuFe2O4纤维。两种Ag/CuFe2O4纤维的饱和磁化强度和剩磁分别为31.5emu/g,17.0emu/g(离子型)和31.2emu/g,17.0emu/g(单质型)。
抑菌实验表明,载体CuFe2O4纤维无抑菌效果,两种Ag/CuFe2O4纤维都具有较强的抑菌效果,银离子型Ag/CuFe2O4纤维对大肠杆菌(Escherichiacoli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcuaureus)、沙门氏菌(SalmonellaTyphi)和副溶血性弧菌(Vibrioparahemolyticus)的最小抑菌浓度(MIC)值相同,均为64μg/mL。银单质型Ag/CuFe2O4纤维对上述四种菌的MIC均为128μg/mL。通过磁性收集和重复利用,银单质型Ag/CuFe2O4纤维比银离子型Ag/CuFe2O4纤维具有更长的使用寿命,前者对E.coli和S.aureus的重复使用次数分别为8次和9次抑菌效果没有明显损失,后者对E.coli和S.aureus的重复使用次数分别为6次和8次。