Page 97 - 《精细化工》2022年第10期

第 10 期 陈 功，等: 利用二醛木聚糖一锅法制备纳米银抗菌水凝胶 ·2031·

由图 3a 可知，与木聚糖原料相比，NaIO 4 氧化 氧化引入的半缩醛和羰基的特征峰，证明了一部分
–1
后的木聚糖，即 DAX，在 890 和 1730 cm 处出现 木聚糖被成功氧化成 DAX。该反应如图 4 所示，木
了两个新的吸收峰，分别归属于木聚糖的高碘酸盐 聚糖的六元环上的 C2—C3 键断开，形成醛基。

图 4 木聚糖的氧化
Fig. 4 Oxidation of xylan

CMCS 是在碱性条件下通过与一氯乙酸的化学
–1
–
反应合成的，COO 在 1627 和 1430 cm 处的不对称
和对称伸缩振动的存在表明羧基的存在，这证实了
–1
壳聚糖的羧甲基化。此外，1064 cm 处的吸收峰为
伯醇反应的 C—O 键的伸缩振动，表明羧甲基化反
–1
应主要发生在 C6 位。最后，2920 和 1317 cm 处的吸
收峰分别为 C—H 键的伸缩振动和弯曲振动，3376 cm –1
处的强宽吸收峰为 O—H 和 N—H 键的伸缩振动。
–1
DAX 与 CMCS 混合后，1730 cm 处的醛基峰消失，
表明 CMCS 与 DAX 发生了反应，但 1650~1600 cm –1

处的吸收峰为席夫碱 C==O 键的伸缩振动，与 CMCS 图5 样品200（a）、217（b）、227（c）、237（d）的FESEM 图
Fig. 5 FESEM images of samples 200 (a), 217 (b), 227 (c),
–
的 COO 不对称伸缩振动峰重叠，因此，无法看到 C==N 237 (d)
键的特征吸收峰。PVA 的特征峰出现在 1740 cm –l
5 组水凝胶中 C、O、Na、Ag 的元素映射如图
–l
（C==O 键）、1431 cm （C==O—OR 键）、1240 cm –1
6 所示。由图 6 可以看出，Ag 元素在水凝胶中分布
–1
（C—O 键拉伸）、1096 cm（C—O—C 键）和 3300 cm –1
非常均匀。结果表明，通过原位合成法成功使 SNPs
（O—H 键），而样品 200 的 FTIR 谱图与 PVA 几乎 均匀分布在了整个水凝胶基质上，并且 PVA 和 CMCS
一致，原因是 CMCS 与 PVA 直接混合冻融后，PVA 对 SNPs 具有良好的稳定作用，原因是 PVA、CMCS
质量分数为 5%，而 CMCS 质量分数仅为 2%。当 可溶性高分子可以吸附在粒子上，带电高分子吸附
DAX 加入到 CMCS、PVA 和银氨溶液的混合物后， 后会增加粒子间的静电斥力势能；高分子吸附层通
虽然 DAX 与 CMCS 和银氨溶液发生了化学反应， 常能减少 Hamaker 常数，因此能降低粒子间的
但同样由于 DAX 和银氨溶液的含量极低，再加上 Vander Waals 引力势能；此外，带有高分子吸附层
的胶粒相互接近时，吸附层的重叠会产生一种新的
其他化学键的重叠，所以无法观察到新的吸收峰，
斥力势能阻止颗粒聚集 [21] 。
样品 217 的 FTIR 光谱与样品 200 基本一致。

由图 3b 可知，样品 200 衍射图谱在 2θ=21.4°、
41.6°处出现衍射峰，这与文献 [18] 报道的 PVA 典型结
晶无规立构一致。当 DAX 加入后，所有的水凝胶都
在 2θ=38.0°、46.2°处出现了新的衍射峰，归属于

(111)、(200)晶面 [19] ，与（JCPDS No. 00-004-0783）
一致。
2.3 水凝胶的表观形貌
样品 200、217、227、237 的 FESEM 图见图 5。
由图 5 可知，未添加 DAX 的水凝胶 200 只有 PVA
形成的单一网络；加入 DAX 后水凝胶中形成了新的

网络，与原来的 PVA 网络相互交错，且交联密度随 图 6 样品 117、127、137、217、317 中 C、O、Na、Ag
的元素映射
DAX 用量的增加而增加，由于 SNPs 粒径较小，所
Fig. 6 Elemental mapping images of C, O, Na, Ag in
以在 FESEM 中观察不到其的存在 [20] 。 samples 117, 127, 137, 217, 317