抗菌元素对纳米TiO2涂层结构和性能的影响

• 作者: 叶丹丹 吕晨 宋小霞 王国成 赵晓兵 路怀峰 陆健
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 等离子喷涂 氧化钛 掺杂 纳米结构 抗菌性能 预辐照
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 表面强化及功能化
• 页码范围: 65-73
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.442
• 字数: 5255字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.09.009

摘要

目的 为克服纳米氧化钛在黑暗条件下不具有抗菌效果这一缺点,使用抗菌金属元素Cu、Zn和Ag掺杂以提高其抗菌性能.方法 利用大气等离子喷涂技术在钛合金表面制备Cu、Zn和Ag掺杂的TiO2复合涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),对涂层的物相组成和表面形貌进行表征.利用接触角测量仪、三位轮廓仪、电化学工作站和电感耦合等离子体原子发射光谱,对涂层的亲水性、表面粗糙度、耐腐蚀性能和抗菌离子释放情况进行表征.利用细菌和涂层共培养实验来评价涂层的抗菌效果.结果 抗菌金属元素掺杂没有改变TiO2涂层的主要相结构,涂层主要由金红石相组成.涂层具有微米级的表面粗糙度,表面由粒径小于50 nm的粒子组成.掺杂使TiO2涂层的亲水性略有降低.Cu掺杂的涂层的耐腐蚀性能大幅提升,抗菌金属离子在各涂层中都可以释放,且Cu掺杂涂层中的释放量最高.与细菌共培养24h之后,TiO2涂层没有显示出抗菌效果,掺杂后涂层表现出优异的抗菌性能.在有水存在的条件下进行紫外光预辐照,可以显著提高TiO2涂层的抗菌性能,且掺杂后的涂层在经过预辐照后抗菌性能的提升大于TiO2涂层.结论 抗菌金属元素掺杂不改变涂层结构,同时大幅提高了等离子喷涂TiO2涂层在黑暗条件下的抗菌性能,紫外预辐照处理能够使没有抗菌性能的TiO2涂层具备抗菌效果,也能进一步提升掺杂涂层的抗菌效果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵晓兵	常州大学材料科学与工程学院	23	82	6.0	8.0
2	陆健	常州大学材料科学与工程学院	6	8	2.0	2.0
3	王国成		12	49	5.0	6.0
4	吕晨	常州大学材料科学与工程学院	6	7	2.0	2.0
5	路怀峰	常州大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0
9	宋小霞	中国科学院深圳先进技术研究院人体组织与退行性中心	1	0	0.0	0.0
10	叶丹丹	常州大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0