ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的制備及其抗菌性能

方帥軍， 王　薇， 謝汝義， 張琳萍， 徐　紅， 鐘　毅， 毛志平

(東華大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201620)

ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的制備及其抗菌性能

方帥軍， 王薇， 謝汝義， 張琳萍， 徐紅， 鐘毅， 毛志平

(東華大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201620)

采用溶膠凝膠法制備Al和La共摻雜氧化鋅(ZnO∶(Al, La))，經(jīng)過(guò)研磨得到均勻穩(wěn)定的ZnO∶(Al, La)/N, N- 二甲基乙酰胺(DMAc)分散液.將聚丙烯腈(PAN)加入分散液中得到不同質(zhì)量濃度的均一紡絲液，采用靜電紡絲的方法制備出ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布.采用振蕩法，以金黃色葡萄球菌、大腸桿菌為測(cè)試菌株，研究了ZnO∶(Al, La)/PAN 無(wú)紡布的抗菌性能，并對(duì)其抗紫外性能進(jìn)行表征.結(jié)果表明，ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55% 的ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布不僅抗菌效果好，而且具有優(yōu)異的抗紫外性能.

ZnO∶(Al, La)； 聚丙烯腈； 靜電紡； 抗菌性能； 抗紫外性能

靜電紡技術(shù)操作簡(jiǎn)單、成本低廉，被廣泛應(yīng)用于制備各種功能型無(wú)紡布材料[1-3].相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)紡布制備方法，靜電紡紡制的超細(xì)纖維具有更大的比表面積，可以使具有抗菌等功能特性的添加材料更多地分散于纖維表面[4].抗菌性無(wú)紡布在醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域包括繃帶、口罩、敷料等防護(hù)材料中已經(jīng)得到廣泛使用，其中采用靜電紡技術(shù)制備無(wú)機(jī)抗菌納米復(fù)合材料[5-7]是目前的研究熱點(diǎn).當(dāng)前的無(wú)機(jī)抗菌材料主要有以銀為代表的溶出型抗菌材料和以鈦、鋅為代表的光催化型抗菌材料.納米ZnO屬于光催化型抗菌材料，其具有粒徑小、比表面積大、抗菌效率高的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)其抗菌性能研究已有大量的報(bào)道[8-12].文獻(xiàn)[13-15]探討了Co， Se， Cu， Cd， Ag， Fe等金屬元素?fù)诫sZnO的抗菌性能，發(fā)現(xiàn)摻雜后在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間引入了一個(gè)雜質(zhì)能級(jí)，降低了ZnO的禁帶寬度，在光照條件下更容易使電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶而產(chǎn)生自由電子和空穴，從而增強(qiáng)了ZnO光催化氧化性能和殺菌性能.此外文獻(xiàn)[16]研究發(fā)現(xiàn)，ZnO復(fù)合材料也具有良好的抗紫外效果，可對(duì)在高紫外線(xiàn)強(qiáng)度下的作業(yè)人員進(jìn)行防護(hù).但目前的研究中，尚未出現(xiàn)關(guān)于Al和La 共摻雜的ZnO抗菌性能和抗紫外性能的相關(guān)報(bào)道.為此，本文采用課題組自制的ZnO∶(Al, La)粉體，通過(guò)靜電紡絲的方法制備ZnO∶(Al, La)/聚丙烯腈(PAN)無(wú)紡布，研究其抗菌性能和抗紫外性能.

1　試　驗(yàn)

1.1試驗(yàn)藥品與儀器

試驗(yàn)藥品：二水合醋酸鋅((CH3COO)2Zn·2H2O)、六水合氯化鋁(AlCl3·6H2O)、水合氯化鑭(LaCl3·nH2O)、乙醇(CH3CH2OH)、單乙醇胺(H2NCH2CH2OH)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、氯化鈉(NaCl)、氫氧化鈉(NaOH)、葡萄糖(C6H12O6)，以上試劑為分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)；胰蛋白胨、瓊脂粉、牛肉浸膏，以上試劑為生化試劑，上海國(guó)藥集團(tuán)；N,N- 二甲基乙酰胺(DMAc，CH3CON(CH3)2)，CP級(jí)，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；PAN，重均相對(duì)分子質(zhì)量為60 000，浙江上虞吳越經(jīng)貿(mào)有限公司.

試驗(yàn)儀器：ZGF-60 kV/5 mA型直流高壓發(fā)生器(上海蘇特電氣有限公司)；HYG-A型全溫?fù)u瓶柜(上海雙旭電子有限公司)；迅數(shù)Shineso自動(dòng)菌落計(jì)數(shù)儀(杭州迅數(shù)科技有限公司)；UV1000F型紫外透過(guò)率分析儀(美國(guó)LABSPHERE公司).

試驗(yàn)菌種：金黃色葡萄球菌(ATCC6538)、大腸桿菌(8099)，中科院微生物所菌種保藏中心.

1.2ZnO∶(Al, La)分散液的制備

參照文獻(xiàn)[17]制備 ZnO∶(Al, La)粉體，然后將ZnO∶(Al, La)粉體、DMAc和鋯珠以質(zhì)量比為1∶3∶ 15放入研磨罐中研磨18 h，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1 500 r/min，制備ZnO∶(Al, La)分散液.

1.3PAN與ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的制備

將PAN與DMAc 加入三頸瓶中，在70 ℃下機(jī)械攪拌2 h得到完全溶解的PAN溶液.將PAN溶液加入ZnO∶(Al, La)分散液中，以同樣的條件攪拌得到混合均勻的ZnO∶(Al, La)/PAN紡絲液.通過(guò)改變PAN質(zhì)量濃度、紡絲電壓、接收距離、紡絲速率等工藝參數(shù)，得到纖維光滑且直徑均勻的最佳紡絲條件.在該紡絲條件下對(duì)混合的ZnO∶(Al, La)/PAN紡絲液進(jìn)行紡絲，得到ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%， 10%， 30%， 45%， 50%， 55%的ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布.

1.4樣品表征

采用D /Max-2550PC型X射線(xiàn)衍射儀(XRD)對(duì)ZnO∶(Al, La)物相組成進(jìn)行分析，2θ范圍為25°～ 70°；采用Prodigy型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)測(cè)量ZnO∶(Al, La)中摻雜Al和La的摩爾濃度；采用Nano-ZS型納米粒度與電位分析儀對(duì)ZnO∶(Al, La)分散液進(jìn)行粒徑測(cè)試；采用TM-1000型掃描電子顯微鏡對(duì)PAN和ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的纖維表面形貌進(jìn)行觀察.

1.5抗菌性能的測(cè)定

按照文獻(xiàn)[18]檢測(cè)試樣的抗菌性能.將5 mm×5 mm大小的對(duì)照樣和抗菌織物分別放入含有菌懸液的振蕩瓶中振蕩18 h，然后取出振蕩前后的菌液進(jìn)行梯度稀釋培養(yǎng)計(jì)數(shù)，按照式(1)和(2)計(jì)算試驗(yàn)菌增長(zhǎng)值(F)和抑菌率(Y).

F=lgWt-lgW0

(1)

Y=(Wt-Qt)/Wt×100%

(2)

其中：Wt為3個(gè)對(duì)照樣18 h振蕩接觸后燒瓶?jī)?nèi)的活菌濃度的平均值(CFU/mL)；W0為3個(gè)對(duì)照樣“0”接觸時(shí)間燒瓶?jī)?nèi)的活菌濃度的平均值(CFU/mL)；Qt為3個(gè)抗菌織物18 h振蕩接觸后燒瓶?jī)?nèi)的活菌濃度的平均值(CFU/mL).

1.6抗紫外性能的測(cè)定

根據(jù)GB/T 18830—2009，使用UV1000F型紫外透過(guò)率分析儀對(duì)無(wú)紡布進(jìn)行測(cè)試，得到紫外線(xiàn)防護(hù)系數(shù)UPF值和不同波長(zhǎng)下的紫外透過(guò)率數(shù)據(jù)并作圖，其中，UVA為波長(zhǎng)315～400 nm的紫外線(xiàn)，UVB為波長(zhǎng)290～315 nm的紫外線(xiàn).

2　結(jié)果與討論

2.1ZnO∶(Al, La)物相分析及ZnO∶(Al, La)分散液粒徑分布

在ZnO∶(Al, La)粉體中，Al和La的摻雜摩爾分?jǐn)?shù)理論值分別為5%和2%，通過(guò)元素定量分析(ICP)測(cè)得Al 和La的摻雜摩爾分?jǐn)?shù)試驗(yàn)值分別為4.916%和2.011%，說(shuō)明實(shí)際測(cè)量值與理論值相差不大.同時(shí)，利用XRD對(duì)所制備的ZnO∶(Al, La)粉體進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果如圖1所示.

圖1　ZnO∶(Al, La) 粉體的XRD 圖Fig.1　XRD image of ZnO∶(Al, La) powders

從圖1可以看出，樣品在2θ為30°～70°顯示出多重衍射峰.其中2θ為31.881°， 34.588°， 36.298°， 47.551°， 56.712°， 62.761°， 66.449°， 67.831°和69.041°處的衍射峰, 分別對(duì)應(yīng)于六方晶系纖鋅礦ZnO結(jié)構(gòu)中(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)、(200)、(112)和(201) 晶面的衍射峰.由本文制備出的ZnO∶(Al, La)沒(méi)有檢測(cè)出雜峰，表明Al3+和La3+已摻雜到晶格結(jié)構(gòu)中取代Zn2+，而不是以Al2O3和La2O3形式存在.因此，從晶體結(jié)構(gòu)的角度分析可知，已成功制備出ZnO∶(Al, La)粉體.

圖2所示為ZnO∶(Al, La)粒徑分布圖.從圖2可以看出，通過(guò)研磨可得到平均直徑為159 nm和粒徑分布范圍窄的ZnO∶(Al, La)分散粒子.

圖2　ZnO∶(Al, La)粉體研磨18 h后的粒徑分布圖Fig.2　Particles size distribution of ZnO∶(Al, La) powders after grinding 18 h

2.2紡絲條件對(duì)PAN纖維微結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1PAN質(zhì)量濃度對(duì)紡制纖維的影響

通過(guò)圖3所示的靜電紡絲裝置進(jìn)行紡絲.在紡絲過(guò)程中穩(wěn)定的泰勒錐是制備高質(zhì)量超細(xì)纖維的關(guān)鍵[19]，而靜電斥力、表面張力和黏彈力是形成穩(wěn)定泰勒錐的重要因素[20]，紡絲液質(zhì)量濃度對(duì)表面張力等影響大，因而對(duì)紡絲效果尤為重要. 紡絲電壓為20 kV、接收距離為20 cm、紡絲速率為1.0 mL/h， 在PAN質(zhì)量濃度分別為0.06， 0.09， 0.12， 0.15和0.18 g/mL條件下，紡制得到的PAN纖維如圖4所示.從圖4可以看出，當(dāng)PAN質(zhì)量濃度為0.06 g/mL時(shí)，纖維中夾雜著很多珠狀物體；PAN質(zhì)量濃度增加至0.09和0.12 g/mL，珠狀物體逐漸被拉長(zhǎng)成錘體狀且逐漸減少；當(dāng)PAN質(zhì)量濃度為0.15和0.18 g/mL時(shí)，可以得到表面光滑且無(wú)球狀顆粒的纖維.分別選取30根纖維，通過(guò)直徑測(cè)量軟件對(duì)掃描電子顯微鏡(SEM)圖中的纖維進(jìn)行直徑測(cè)量，并計(jì)算纖維的直徑平均值和標(biāo)準(zhǔn)方差.結(jié)果表明，PAN質(zhì)量濃度為0.18 g/mL的紡絲液得到的纖維平均直徑為670 nm，離散度為±60 nm；而PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL的紡絲液得到的纖維平均直徑為610 nm，離散度為±42 nm.通過(guò)比較可以看出，PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL的紡絲液得到的纖維光滑，直徑更小且均勻性更好，因此，確定PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL.

圖3　靜電紡絲裝置圖Fig.3　Schematic of electrospinning device

(a) 0.06 g/mL

(b) 0.09 g/mL

(c) 0.12 g/mL

(d) 0.15 g/mL

(e) 0.18 g/mL

2.2.2紡絲電壓對(duì)PAN纖維的影響

PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL、接收距離為20 cm、 紡絲速率為1.0 mL/h，改變紡絲電壓紡制得到的PAN纖維SEM圖如圖5所示.對(duì)應(yīng)纖維的平均直徑和離散度如表1所示.由圖5和表1可以看出，纖維的平均直徑在紡絲電壓為15 kV時(shí)最小，但離散度很大，主要是當(dāng)紡絲電壓為15 kV時(shí)，紡絲過(guò)程中會(huì)略有滴液，可能是因?yàn)殡妷旱褪沟迷谠摷徑z液質(zhì)量濃度下纖維不容易被拉出，使得紡絲不穩(wěn)定導(dǎo)致纖維不均勻.當(dāng)紡絲電壓大于20 kV，纖維直徑隨著紡絲電壓增大逐漸減小，離散度逐漸增大.這主要是因?yàn)榧徑z電壓的增加使得纖維易被拉伸，但電壓過(guò)大也易導(dǎo)致射流不穩(wěn)定，離散程度會(huì)增大.文獻(xiàn)[21]報(bào)道，紡絲電壓過(guò)高會(huì)使得射流變得不穩(wěn)甚至出現(xiàn)珠狀物.在20 kV紡絲電壓下得到的纖維直徑雖略大，但離散度小，紡絲時(shí)射流穩(wěn)定，說(shuō)明在PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL、接收距離為20 cm、紡絲速率為1.0 mL/h條件下，紡絲電壓為20 kV更適合紡制PAN纖維.

(a) 15 kV

(b) 20 kV

(c) 25 kV

(d) 30 kV

表1　不同電壓下PAN纖維的平均直徑和離散度Table 1　The average diameters and dispersion of PAN fibers under different voltages

2.2.3接收距離對(duì)PAN纖維的影響

當(dāng)PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL、紡絲電壓為20 kV、紡絲速率為1.0 mL/h，改變接收距離分別得到圖6所示的PAN纖維.對(duì)應(yīng)纖維的平均直徑和離散度如表2所示.由圖6和表2可以看出，不同接收距離的纖維平均直徑變化不大，離散度隨接收距離增加先略有降低后增加，在接收距離為25 cm時(shí)，雖然纖維直徑變小，但離散度變大.總體而言，接收距離對(duì)PAN纖維形態(tài)的影響小，從纖維均勻性方面考慮，接收距離選擇20 cm為宜.

(a) 10 cm

(b) 15 cm

(c) 20 cm

(d) 25 cm

表2　不同接收距離下PAN纖維的平均直徑和離散度Table 2　The average diameters and dispersion of PAN fibers under different receiving distances

2.2.4紡絲速率對(duì)PAN纖維的影響

在一定條件下，合適的紡絲速率是形成穩(wěn)定泰勒錐、纖維直徑均勻的重要因素[22].采用PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL、紡絲電壓為20 kV、接收距離為20 cm，以不同的紡絲速率進(jìn)行紡絲分別得到圖7所示的PAN纖維.對(duì)應(yīng)纖維的平均直徑和離散度如表3所示.由圖7和表3可以看出，PAN纖維的平均直徑隨著紡絲速率的增加略有降低，離散度在紡絲速率為1.0 mL/h時(shí)最小，此時(shí)紡絲過(guò)程也最穩(wěn)定.

(a) 0.2 mL/h

(b) 0.6 mL/h

(c) 1.0 mL/h

(d) 1.4 mL/h

表3　不同紡絲速率下PAN纖維的平均直徑和離散度Table 3　The average diameters and dispersion of PAN fibers under different feeding rates

2.3ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布SEM表征

由前文研究可知，在PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL、紡絲電壓為20 kV、接收距離為20 cm、紡絲速率為1.0 mL/h條件下，可以得到表面光滑、直徑較小且離散度最小的PAN纖維，且此時(shí)紡絲最穩(wěn)定，因此，選擇在該條件下對(duì)ZnO∶(Al, La)和PAN混合液進(jìn)行紡絲.圖8為不同ZnO∶(Al, La)粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的ZnO∶(Al, La)/PAN復(fù)合纖維的SEM照片.

(a) 0%

(b) 10%

(c) 30%

(d) 45%

(e) 50%

(f) 55%

從圖8可以觀察到，ZnO∶(Al, La)粒子在PAN纖維上分布得較均勻，且隨著粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，纖維表面粉體粒子分布逐漸密集，粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加至55%時(shí)，粉體幾乎覆蓋了整個(gè)纖維表面.這說(shuō)明ZnO∶(Al, La)粒子可以在PAN纖維表面很好地附著分布，得到ZnO∶(Al, La)/PAN復(fù)合纖維.但當(dāng)ZnO∶(Al, La)粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60%時(shí)，由于紡絲液黏度太大，容易堵塞在針頭內(nèi)，因而無(wú)法紡制纖維.

2.4ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布抗菌性能分析

采用振蕩法對(duì)ZnO∶(Al, La) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%，30%，55%的 ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布進(jìn)行抗菌性能檢測(cè)，根據(jù)GB/T 20944.3—2008的要求，金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的F值必須大于或等于1.5， 否則試驗(yàn)無(wú)效.表4 為抗菌性能測(cè)試結(jié)果.從表4可以看出，金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的F值分別為2.27和2.39，均滿(mǎn)足試驗(yàn)要求.此外，從表4還可以看出，隨著ZnO∶(Al, La)粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率逐漸上升，其中ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% 的ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率已達(dá)到99.83%，而對(duì)大腸桿菌的抑菌率為71.74%，相對(duì)而言，其對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率上升更快，說(shuō)明ZnO∶(Al, La)對(duì)金黃色葡萄球菌具有更好的抗菌效果. ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55% 的 ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布對(duì)這兩種細(xì)菌的抑菌率都能達(dá)到99.98%，說(shuō)明該ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的無(wú)紡布具有優(yōu)異的抗菌性能.這可能是光催化和金屬離子溶出的共同作用所致[23-24]，共同摻雜的La和Al金屬離子會(huì)使能帶變窄，從而在自然光條件下電子更加容易躍遷，增強(qiáng)了摻雜ZnO的光催化性能和殺菌性能.同時(shí)在振蕩的過(guò)程中，18 h的水溶液處理會(huì)使少量的La、 Zn和Al等離子溶出與蛋白質(zhì)上的某些基團(tuán)反應(yīng)，破壞細(xì)菌細(xì)胞和生理活性，進(jìn)入微生物細(xì)胞后破壞電子傳遞系統(tǒng)的酶與—SH[25]反應(yīng)，達(dá)到殺菌目的.

表4　不同ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布抗菌性能的測(cè)試結(jié)果Table 4　Results of anti-bacterial properties of different ZnO∶(Al, La)/PAN nonwovens

2.5ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布抗紫外性能分析

不同ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的紫外透過(guò)率如圖9所示，其UPF值與UVA和UVB透過(guò)率如表5所示.由圖9和表5可以看出，PAN無(wú)紡布的UPF值為10，UVA透過(guò)率為11.64%，說(shuō)明PAN無(wú)紡布沒(méi)有抗紫外性能.而ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的UPF值均為50+，UVA 和UVB透過(guò)率都小于5%，同時(shí)隨著ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，UVA透過(guò)率逐漸減小至恒定.根據(jù)GB/T 18830—2009可知，這些ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布都具有非常好的抗紫外性能.

圖9　不同ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下ZnO∶(Al, La)/PAN 無(wú)紡布的紫外透過(guò)率Fig.9　UV transmittance of ZnO∶(Al, La)/PAN nonwovens with different ZnO∶(Al, La) mass fractions

表5　不同ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下ZnO∶(Al, La)/PAN 無(wú)紡布的UPF值與UVA與UVB透過(guò)率Table 5　UPF values and UVA, UVB transmittance of ZnO∶(Al, La)/PAN nonwovens with different mass fractions

3　結(jié)　語(yǔ)

(1) 通過(guò)改變靜電紡的紡絲條件，在PAN質(zhì)量濃度為0.15 g/mL、紡絲電壓為 20 kV、接收距離為20 cm、紡絲速率為1.0 mL/h條件下，可以得到紡絲穩(wěn)定、離散程度最小、纖維直徑較小的PAN纖維.

(2) 將平均粒徑為159 nm的ZnO∶(Al, La)粉體與PAN混合，在最佳紡絲條件下進(jìn)行靜電紡絲，制備出ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%， 10%， 30%， 45%， 50%， 55% 的ZnO∶(Al, La)/PAN 無(wú)紡布.SEM圖表明，ZnO∶(Al, La)粒子均勻地分布在纖維表面，同時(shí)隨著ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，ZnO∶(Al, La)粒子在纖維表面分布逐漸變得密集.

(3) 通過(guò)抗菌性能測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%及以上的 ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布都具有抗菌性，相比大腸桿菌，ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效果更加明顯，當(dāng)ZnO∶(Al, La)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%時(shí)，對(duì)兩種細(xì)菌都表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗菌效果.此外，通過(guò)抗紫外性能測(cè)試可以得到，ZnO∶(Al, La)/PAN無(wú)紡布的UPF值均為50+，相比PAN無(wú)紡布，其抗紫外性能顯著提升.

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Preparation and Anti-bacterial Property of La, Al Co-doped ZnO/PAN Nonwovens

FANGShuai-jun,WANGWei,XIERu-yi,ZHANGLin-ping,XUHong,ZHONGYi,MAOZhi-ping

(Key Laboratory of Science & Technology of Eco-textile， Ministry of Education， Donghua University， Shanghai 201620， China)

The uniform stabilized ZnO∶(Al, La)/ dimethylacetamide(DMAc)dispersion was prepared by grinding ZnO∶(Al, La) powders which were synthesized by sol-gel method. Then polyacrylonitrile (PAN) was added into this solution to get the spinning solution. The ZnO∶(Al, La)/PAN nonwovens were obtained with different mass fractions of ZnO∶ (Al, La) by electrospinning. The anti-bacterial property of the ZnO∶(Al, La)/PAN nonwovens againstStaphylococcusaureus,Escherichiacoliwas carried out using shake flask method. The anti-ultraviolet property of ZnO∶(Al, La)/PAN nonwovens was also tested. The results show that ZnO∶(Al, La)/PAN with 55% ZnO∶(Al, La) mass fraction has excellent anti-bacterial and anti-ultraviolet properties.

ZnO∶(Al, La); polyacrylonitrile; electrospinning; anti-bacterial property; anti-ultraviolet property

1671-0444(2015)06-0730-09

2014-10-14

方帥軍(1990—)，男，浙江紹興人，碩士研究生，研究方向?yàn)槎喙δ軓?fù)合材料.E-mail：shjfang@163.com

毛志平(聯(lián)系人)，男，教授， E-mail：zhpmao@dhu.edu.cn

TQ 342+.31

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