羟基磷灰石负载磷酸银光催化材料的复合结构调控与双重抗菌机理研究

Silver-containing hydroxyapatite antibacterial materials are widely studied and applied due to their excellent surface property and antibacterial function. According to the fact that many studies are only focused on the one side of antibacterial of released-silver ions, we use the new founding of Ag3PO4 formation with phosphate ions of hydroxyapatite and added silver ions and synthesize hydroxyapatite-supported photocatalytic composite materials. The surface and photocatalytic antibacterial properties are potimized by analyzing the different samples using electron microscopic technology and spectroscopic method. Moreover, we explore the antibacterial potential of free radical induced by light irradiation. Then we disclose the synergic antibacterial function and mechanism with released silver ions and photocatalysis of hydroxyapatite-supported Ag3PO4 photocatalytic composite materials. Finally, this project is able to supply a substantial founding for the development of a novel stable and cheap high-performance multi-fuctional actibacterial composite material.

羟基磷灰石载银抗菌材料凭借其优良的表面性质和抗菌性能，广泛地受到研究和应用。本项目针对以往的许多研究只关注羟基磷灰石载银材料释放银离子抗菌的单方面性能的缺陷，利用羟基磷灰石载体上磷酸根和投加的银离子能结合生成磷酸银纳米粒子的最新发现，原位合成羟基磷灰石负载磷酸银复合光催化材料，通过电镜技术和谱学方法分析不同合成阶段样品来优化复合材料的表面性质和光催化抗菌特性，并重点探究其在光照激下发产生羟基自由基杀菌的巨大潜能，从而深入剖析羟基磷灰石负载磷酸银复合光催化抗菌材料中银离子和光催化协同抗菌的效能与机理，为开发新型、稳定、高效、廉价的复合多功能抗菌材料提供坚实的科学依据。

羟基磷灰石载银抗菌材料凭借其优良的表面性质和抗菌性能，广泛地受到研究和应用。本项目实施过程中，针对以往的许多研究只关注羟基磷灰石载银材料释放银离子抗菌的单方面性能的缺陷，基于羟基磷灰石载体上磷酸根和投加的银离子能结合生成磷酸银纳米粒子的最新发现，原位合成了羟基磷灰石负载磷酸银复合光催化材料，通过电镜技术和谱学方法分析不同合成阶段样品来优化复合材料的表面性质和光催化抗菌特性，通过抑菌圈和可见光光催化杀菌试验，充分证明了其在光照激下发产生羟基自由基杀菌的巨大潜能，从而深入剖析羟基磷灰石负载磷酸银复合光催化抗菌材料中银离子和光催化协同抗菌的效能与机理，为开发新型、稳定、高效、廉价的复合多功能抗菌材料提供了坚实的科学依据。. 成功优化Ag3PO4/HA纳米粒子的合成，代表性样品Ag3PO4/HA-1，Ag3PO4/HA-2的银含量分别为5.8%和12.7%。采用SEM、TEM、XRD、ICP-AES系统表征了制得的材料及实验过程银离子浓度。采用抑菌圈测试及最小抑菌浓度（比浊法）测得Ag3PO4/HA-1，Ag3PO4/HA-2两种样品的抑菌圈分别为11.08 mm 和14.48 mm，最小抑菌浓度分别为1050 ppm和400 ppm,光催化抑菌过程中银离子浓度范围分别为2.10~2.54 ppm and 2.79~3.60 ppm。2.5小时内，光催化作用下，大肠杆菌浓度从~ 109.4 分别降到 ~ 100.4 and ~ 0 cfu/cm3。相比之下，无光催化作用，大肠杆菌浓度分别保持在~ 106.4和~ 104.4 cfu / mL。. 本项目的研究成果证明，通过外界光源，可以大大增强传统羟基磷灰石载银材料的抗菌性能。本项目基于无机非金属矿物为载体的传统抗菌剂，通过调控合成过程，首次提出了该新型复合载银材料的光催化抗菌和银离子抗菌的两重抗菌机理，在开发新型高效廉价的无机非金属复合抗菌材料的研究中具有实际应用价值。随着生活水平的提高，人们对卫生健康的要求越来越高，添加纳米抗菌材料的纤维、塑料、涂料、卫生陶瓷等制品备受宠爱，本项目开发的光催化纳米复合抗菌剂可添加应用于多个材料领域，产品的适用场合可以是公共场合的扶手、坐便器、电话机、门把手等，减少疾病传播，减轻公共环境对人们身体健康的威胁，对保障人们身体健康将起很重要作用。