1. 研究目的与意义
无机抗菌剂具有安全性高、耐热性好、无挥发、耐腐蚀、适用范围广、不产生耐药性和不会抗菌失效的特点，因而具有广阔的应用前景。为提高抗菌剂的活性和分散性能，以纳米粉体为载体的抗菌剂成为研究热点。载银无机抗菌剂活性高，安全性好，是目前研究最为广泛的抗菌剂之一;但银离子不稳定，在紫外照射或加热至一定温度后银离子将被还原成为金属银，或转化为氧化银而使其制品着色、变灰或变黑，从而影响了制品的商业价值。本课题提出以TiO2作为银纳米颗粒的载体制备TiO2纤维，并对其抗菌性能进行研究，有望得到新型无机抗菌剂。
2. 国内外研究现状分析
载银无机抗菌剂是20世纪80年代新兴的一类抗菌剂，也是目前消费市场上最受青睐的一类抗菌剂。1985年，Hagiwara等引首次研制成功载银沸石[1]，引起了日本和欧美各工业发达国家的高度重视并纷纷开展了无机抗菌剂的研制。20世纪80年代后，抗菌塑料的开发及其在家电、厨卫设施、通讯、日用品、汽车、建材、玩具等产业中的广泛应用，使抗菌材料进人了一个飞速发展阶段。其中，欧美国家主要用于日用品、玩具等终端产品上，日本则在家电、日用品、汽车、厨卫设施、通讯产品等领域全方位应用抗菌剂[2]。日本无机抗菌剂的开发和应用在国际上居领先地位。石冢硝子、品川燃料、东亚合成、钟纺和松下等几大制造商的抗菌剂市场占有率为整个日本市场的80％以上。欧美地区的抗菌剂主要采用有机抗菌剂[3]，如瑞士的Ciba精化、美国的Microban、Monon、Acros等公司。但近来Ciba、Dupont等公司也推出无机抗菌剂，其他如加拿大的珊瑚生物技术公司，英国的桑吉有限公司、以及欧共体、中国等国家的科研单位、公司企业都先后介入该领域的研究，并取得了突破性进展。
LeoM．sudnik等应用表面增强Raman光谱检测了沉积于TiO2表面的多晶型银，发现了银离子的光学诱导还原作用[4]，Ag可作为TiO2光化学活性剂。还有日本大同特殊钢公司开发了含Ag金属微粒附着于纳米级光触媒TiO2粉末上的复合材料[5]，具有Ag 和光触媒抗菌的双重效果。这些研究为制备TiO2载银复合功能材料提供了理论基础和依据。EnricoTraversa等应用溶胶-凝胶和硝酸银制备了片状纳米Ag-TiO2[6]，分析表明在TiO2内部Ag以金属态存在，而绝大部分Ag在表面以Ag 的形态存在。尽管国外对新型TiO2载银材料的研究十分重视，但其研究和开发依然处于实验研究阶段，而且新的抗菌剂由于银与TiO2的结合仅仅停留于分子间或表面，仍然无法避免Ag的发黑现象和TiO2光催化效果不佳的状态[7]。因此，新材料的制备方法及工艺过程对材料性能影响的研究亟待深入。关于增加TiO2的光生电子-空穴对的产率[8]，控制其复合率，提高TiO2的催化氧化杀菌能力，国内在这方面的研究未曾见有报道，美国、日本、法国和加拿大等发达国家近期开始了这方面的研究，并取得了一定的进展，在国内外研究的基础上，根据细菌微生物学、催化学、光化学、物理化学和材料科学等方面的知识，采用特定的技术[9]，控制适宜的工艺条件，研制出纳米载银二氧化钛抗菌剂。利用机械活化作用机理，准确计量地将银离子均匀分布于二氧化钛晶格缺陷、畸变管道以及位错中[10]，Ag 和TiO2可以达到分子级的混合，从而制备出纳米粉体超强抗菌剂。Ag 可以阻止TiO2中电子-空穴对的复合[11]，促进电子-空穴对的分离，扩大TiO2的光催化激发波长，使激发光扩展到可见光范围，这样抗菌性能会明显增强；同时，嵌入TiO2晶体缺陷中的Ag 在杀菌过程中可以实现缓慢释放并防止被氧化，从而解决了抗菌剂银的发黑和缓释性问题[12]，保证抗菌剂中有足够的Ag 存在，达到双重杀菌的效果。
。3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
(1)载银的二氧化钛纤维的制备；
(2)载银的二氧化钛纤维的表征；
4. 研究创新点
近年来，无机抗菌剂以其安全性、持久性、抗菌性、广谱性、耐热性和不宜产生耐药性等特点得到广泛的研究、开发和应用。以TiO2为代表的光催化材料是近年来的研究热点。TiO2光催化抗菌剂利用太阳光、荧光灯中的紫外光作激发源而具有抗菌效应，作用效果持久，且具有净化空气、处理污水、自洁净等光催化效应；同时，在抗菌离子中，由于Ag 具有抗菌广谱性、杀菌效率高、不易产生抗药性的特点。二氧化钛载银抗菌剂将金属银离子的抗菌效果与纳米二氧化钛的光催化抗菌性能相结合，具有高效抗菌、无毒和无污染等特点。它可以用于涂料、造纸、化纤、塑料、橡胶、医药和食品包装等几十个行业，具有非常广泛的应用领域。因此二氧化钛载银抗菌剂显示了乐观的应用前景，已成为新一代的无机抗菌净化首选材料。
