納米銀具有良好的光學、電學、催化等性能，尤其是 抗菌性能，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、酵母菌等很多種革 蘭氏陽性菌和陰性菌的生長都有很好的抑制作用[4],被廣泛 用于抗菌塑料、抗菌涂料[6]、抗菌陶瓷ra和抗菌藥物M等。 目前制備納米銀的方法主要有液相還原法、微乳液法、電化 學法及激光燒蝕法等M。其中液相還原法是在液相體系中 利用不同的還原劑還原銀離子，如檸檬酸、水合肼、次磷酸鈉 和葡萄糖等，具有工藝簡單、操作方便等優點，因而被廣泛采 用。

本實驗用2種不同的還原劑制備納米銀,并對生成物進 行了各項性能表征，針對納米銀優異的抗菌性能，嘗試將其

運用于抑制海洋菌類。

1實驗

1.1試劑與儀器

硝酸銀、羧甲基纖維素鈉、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、三聚磷酸鈉、氫氧化鈉、乙醇均為市售分析純試劑； 蛋白胨、酵母膏、瓊脂為生物試劑;磷酸高鐵為化學純試劑。

日本電子株式會社JEM-2100HC型高襯度透射電子顯 微鏡;德國Bmker-axs公司D8 ADVANCE型X射線衍射 儀；日本日立公司U-3010型紫外可見分光光度計;上海博訊 實業有限公司醫療設備廠SPX-250C型恒溫恒濕培養箱；寧 波醫療器械廠YXQ41-280型壓力蒸氣消毒器;長沙英泰儀 器有限公司TG16型離心機;常州國華電器有限公司78-2型

雙向磁力攪拌器。

1.2納米銀的制備

1.2.1羧甲基纖維素鈉體系制備納米銀肢體

稱取0. 012g羧甲基纖維素鈉和0. lg PVP加人到20mL 去離子水中，于60X：在磁力加熱攪拌器中攪拌均勻，滴加0.1 mol/L氫氧化鈉，調節pH值到8。然后逐滴加入0. lmL 0. 2 mol/L的硝酸銀水溶液，繼續攪拌反應4h,得到紅棕色納米 銀膠體溶液。取一定量的膠體溶液適當稀釋后，用于紫外可 見分光光譜分析。

1. 2. 2葡萄糖體系制備納米銀肢體

稱取1. 〇8g葡萄糖和0. 4g三聚磷酸鈉加入到20mL去 離子水中，于70'C在磁力加熱攪拌器中攪拌均勻，滴加0.1 mol/L氫氧化鈉，調節pH值到11。然后逐滴加入6mL 0.3 mol/L硝酸銀水溶液，繼續攪拌反應30min，得到黑色納米銀 沉淀。取一定量的溶液進行稀釋后，用于紫外可見分光光譜 分析。

將上述的納米銀溶液離心分離，沉淀分別用無水乙醇和 去離子水洗滌3次，于50'C真空干燥箱中干燥24h，得到納 米銀粉末。

1. 3納米銀的抗菌性能測試

以海洋優勢附翁細菌芽孢桿菌為實驗菌種，采用抑菌圈 法對納米銀的抗菌性進行測試。取新鮮的海水，配制2216E 培養基（以l〇〇〇mL海水為例，組成如下:蛋白胨5g，磷酸高 鐵〇• 〇lg，酵母膏lg,瓊脂15?20g，用煮沸的l%NaOH調節 pH值為7. 4?7. 6)，于29'C培養芽孢桿菌。將0. lmL的菌 種接種到含有瓊脂板的培養皿中，浸泡過不同濃度的納米銀 水溶液的圓形濾紙干燥后放入培養皿中央，將上述培養皿放 在光照培養箱中在29X：培養,3天后取出，觀察不同濃度的 納米銀水溶液的抑菌圈直徑。，

2結果與討論

2.1納米銀膠體的紫外可見光光度分析

圖1中虛線部分為在PVP保護下用竣甲基纖維素鈉直 接還原AgN03制備納米銀膠體的紫外吸收光譜測量結果。 納米銀粒子的紫外吸收峰為410nm左右，強度較大，吸收峰 對稱度高，半峰寬小。而在葡萄糖作還原劑體系下制備的納 米銀粒子中，在420nm處出現強吸收峰，強度較小，峰型平 坦，半峰寬較大，對應于球形銀納米粒子的表面等離子共振 特征吸收。吸收峰位置的不同說明在不同的反應體系中生 成的銀粒子大小和形狀不同。由文獻[10,11]及理論知識可 知，橫向（面外偶極共振)表面等離子體吸收與球形吸收最大 值基本一致，而縱向(面內偶極共振)表面等離子體共振對粒 子的增長很敏感，隨粒子長徑比的增加而明顯紅移。這說明 CMC體系下制備的納米銀粒子較小，粒徑分布較窄，膠體中 銀單質的含量較多;而葡萄糖作還原劑制備的納米銀粒子較 大，粒徑分布寬，膠體中銀單質的含量較少。

2.2納米銀粉的XRD分析

對真空干燥得到的納米銀粉進行XRD分析(如圖2所 示）。對于葡萄糖體系制備的納米銀，圖中出現3個明顯的 峰值，對應的晶面指數由里到外依次為（111)、（220)、（311)， 說明納米銀晶體有3個晶屬于面心結構;對于竣甲基纖 維素鈉體系制備的納米銀粒子，圖中曲線顯示有5個明顯的 峰值，對應的晶面指數由里到外依次為（103)、（006)、（105)、 (112)、(201)，屬于多晶結構。已研究的納米銀大多數呈多 晶結構，但也有少數單晶結構[12]。另外，▲標記的峰經查閱 PDF卡片對比得出為Ag20特征峰。由此推斷，在堿性條件 下，葡萄糖體系中發生如下的化學反應：

2Ag++20H- —^Ag20+H20 Ag20+CH2OH-(CHOH)4-CHO—»- CH2OH-(CHOH)4-COOH+2Ag

溶液中的銀離子生成了 Ag20沉淀，然后在葡萄糖作用 下還原為單質銀。當反應不完全時，沉淀中會含有殘留的 Ag20,或者在干燥過程中,部分單質銀氧化成了 Ag20。

圖2不同還原劑制備的納米銀粉末的XRD圖譜 Fig. 2 XRD spectras of dried powder of silver nanoparticles synthesized with different reductant

圖3是羧甲基纖維素鈉的分子結構圖，其與硝酸銀的化 學反應方程式尚未見報道。

2.3納米銀粒子的TEM分析

通過改變反應條件可以控制納米銀的形貌及粒徑。圖4 為在以羧甲基纖維素鈉為還原劑、其它工藝條件相同的情況 下改變反應時間制備的納米銀的TEM圖。當反應時間為 2h時，生成的納米銀顆粒團聚現象較嚴重（圖4(a)),顆粒粒 徑約為40nm;隨著反應時間延長到6h時，納米銀為均勻的 球形，其粒徑為20?30nm,無團聚現象(圖4(b))。

漸變大(圖6(b)、(c)),說明低濃度的納米銀能抑制芽孢桿菌 的生長，井且隨著納米銀質量濃度的增加典抑菌效果增強。 在葡萄糖體系下，當納米銀的質量濃度為Sjug/mL時（圖6

(d)),抑菌圈直徑比在CMC體系下制備的同濃度的納米銀 粒子的抑菌圈直徑小，說明在此條件下制備的納米銀粒徑較 大，殺菌能力較弱；而當質量濃度達到l(Vg/mL時（圖6

(e))，其抑菌圈變大；當質量濃度為20fxg/mL時（圖6(f))， 抑菌圈直徑與lOfig/tnL時相比增加不大。從圖6可以得 出，2種體系下制備的納米銀都能很好地抑制芽孢桿菌的生 長,并且隨著濃度的增加，抑制作用增強。

3結論

由能量最低原理可知，納米粒子具有較大的比表面積， 易發生團聚，在反應液中加人穩定劑可起到分散和保護的作 用。PVP能夠促進Ag顆粒成核，從而起到防止晶粒長大的 作用同時，它的有機長鏈的空間位阻作用又能使相互結 合的納米銀顆粒表面隔開，阻止了粒子間的團聚。本實驗在 其它實驗條件未發生變化的情況下研究了 PVP用量對納米 銀溶膠的影響。圖5(a)為不加PVP時在葡萄糖作還原劑體 系下制備的納米銀溶膠的TEM圖，町以看出納米銀顆粒出 現明顯的團聚現象;而當加人0. Olg的PVP(圖5(b))時得到 的顆粒粒徑較小，為25?35nm,且分散均勻。這說明一定量 的PVP影響f納米銀顆粒的正常生長，起到了較好的分散 穩定作用。

圖S不同PVP加入置下制備樣品的TEM圖 Fig. 5 TEM images of the samples synthesized with different amounts of PVP

由圖4和圖5可以看出，葡萄糖作還原劑體系下制備的 納米銀粒徑略大于羧甲基纖維素鈉體系下制備的納米銀粒 徑.與紫外可見光光度分析結果一致。

2.4抗菌測試

經過抑菌圈法實驗（如圖6所示），在CMC體系下納米 銀粒子的質量濃度為^g/mL時出現抑菌圈現象，但是其抑 菌圈直徑較小(圖6(a))。隨著質量濃度的增加，抑菌圈會逐

(1)在以CMC作為還原劑、PVP為保護劑制備納米銀 的工藝中，生成的納米銀粒徑為20?30rnn,無團聚現象，其 結構為多晶體系，抑菌效果較好。

(2)以葡萄糖作為還原劑制備的納米銀粉末，其平均粒 徑為25?35nm，為面心結構。

(3)2種制備方法綠色無污染，得到的納米銀形貌較均 勻，分散性較好，粒徑為20~40nn!，對海洋優勢附著菌種芽 孢桿菌有良好的抑菌性能，在進一步將納米銀應用于海洋微 生物防污抗腐蝕,尤其是環境友好型海洋防污復合涂料方面 具有指導意義。