含钛高炉渣/矿物的抗菌性研究

论文摘要

攀枝花含钛高炉渣含有约23%～25%的TiO2,是一种宝贵的钛资源,但较难利用,如何低成本、生态化地利用已经成为研究的热点。之前的研究发现经处理改性后,含钛高炉渣具有一定的抗菌性能。本文主要研究了含钛高炉渣中合成单矿的抗菌性能,并考察了含钛高炉渣掺杂的抗菌性及其机理。利用XRF、XRD、SEM、UV-Vis-DRS等分析方法确定了含钛高炉渣各单矿的合成条件及其化学组成,并采用抑菌环法和烧瓶震荡法分别对各个单矿进行抗菌性测试。结果表明：钙钛矿对白色念珠菌（ATCC10231）、大肠杆菌（ATCC25922）和金黄色葡萄球菌（ATCC6538）的抗菌率分别为87.00%,99.50%,96.22%；镁黄长石-钙黄长石对白色念珠菌抗菌率为36.40%、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率为100%；而透辉石、铝透辉石、锐钛矿和二氧化钛对三种菌基本无抗菌性。用高温固相法合成了铈掺杂的攀钢高炉渣光催化抗菌材料TBBFC（Titania-Bearing Blast Furnace Slag Doped by Cerium Oxide, TBBFC）,通过正交实验研究了铈的掺杂量、煅烧温度、保温时间、不同菌种对IBBFC的光吸收性能及抗菌性能影响。结果表明：四种因素对TBBFC抗菌性能影响的作用从大到小的顺序为：菌种>温度>时间>CeO2质量分数,TBBFC对金黄色葡萄球菌（ATCC6538）有较强的抗菌性,在掺铈5%煅烧温度为800℃保温2h条件下制备的TBBFC抗菌性能最好。探讨了TBBFC对白色念珠菌（ATCC10231）、大肠杆菌（ATCC25922）、金黄色葡萄球菌（ATCC6538）三种菌体的抗菌机理。用紫外分光光度计法测定了菌体与光催化抗菌材料作用前后,菌体细胞内酶SAP、TTC的活性变化；并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳法（SDS-PAGE）检测与抗菌材料作用后菌体蛋白质变化。结果表明：胞内酶活性分析表明SAP和TTC的活性均随着菌体与抗菌材料作用时间的延长而降低。通过SDS-PAGE结果可以明显看出菌体的蛋白总量发生变化,且有个别蛋白质条带发生改变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 2抗菌材料'>1.2 TiO₂抗菌材料
• 1.2.1 抗菌材料简介
• 2离子掺杂改性的研究进展'>1.2.2 TiO₂离子掺杂改性的研究进展
• 1.3 含钛高炉渣的特点及利用
• 1.3.1 含钛高炉渣的组成
• 1.3.2 含钛高炉渣的应用研究现状
• 1.4 含钛高炉渣光催化抗菌的研究
• 1.4.1 研究途径
• 1.4.2 预期目标
• 第2章 原料的处理及实验方法
• 2.1 引言
• 2.2 实验设备和药品
• 2.3 抗菌材料结构与性能表征
• 2.3.1 X射线光电子能谱（XPS）
• 2.3.2 X射线衍射（XRD）
• 2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.3.4 紫外-可见漫反射光谱（UV-VIS-DRS）
• 2.3.5 傅立叶变换红外光谱（FTIR）
• 2.3.6 X射线荧光光谱（XRF）
• 2.4 抗菌性能评价方法
• 2.4.1 菌悬液制备
• 2.4.2 抑菌环法
• 2.4.3 烧瓶振荡法
• 2.4.4 最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）值测定
• 第3章 单矿合成与抗菌性实验
• 3.1 钙钛矿合成与抗菌性能评价
• 3.1.1 钙钛矿矿物合成
• 3.1.2 合成钙钛矿的表征
• 3.1.3 抗菌性能实验
• 3.1.4 结果与讨论
• 3.2 透辉石合成与抗菌性能评价
• 3.2.1 透辉石矿物合成
• 3.2.2 合成透辉石的表征
• 3.2.3 抗菌性能实验
• 3.2.4 结果与讨论
• 3.3 铝透辉石合成与抗菌性能评价
• 3.3.1 铝透辉石矿物合成
• 3.3.2 合成透辉石的表征
• 3.3.3 抗菌性能实验
• 3.3.4 结果与讨论
• 3.4 镁黄长石-钙黄长石合成与抗菌性能评价
• 3.4.1 镁黄长石-钙黄长石矿物合成
• 3.4.2 合成镁黄长石-钙黄长石的表征
• 3.4.3 抗菌性能实验
• 3.4.4 结果与讨论
• 3.5 锐钛矿合成与抗菌性能评价
• 3.5.1 锐钛矿矿物合成
• 3.5.2 合成锐钛矿的表征
• 3.5.3 锐钛矿的抗菌性能实验
• 3.5.4 二氧化钛的表征
• 3.5.5 二氧化钛的抗菌性能实验
• 3.5.6 结果与讨论
• 3.6 单矿的抗菌率比较
• 3.7 本章小结
• 第4章 TBBFC的抗菌性实验及其抗菌机理
• 4.1 引言
• 4.2 正交实验
• 4.2.1 正交实验设计
• 4.2.2 实验步骤
• 4.2.3 材料制备与表征方法
• 4.3 正交实验结果
• 4.4 抗菌机理
• 4.4.1 TBBFC材料抗菌机理研究
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文
• 从事科学研究和学习经历的简历