Page 77 - 《精细化工》2023年第1期

第 40 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.40, No.1
2 023 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2023

功能材料
还原氧化石墨烯负载纳米银/聚乙烯醇型

抗菌水凝胶的制备与性能

3
许雨芩 1,2 ，张毅倩 ，杨建军 1,2* ，吴庆云 1,2 ，
吴明元 1,2 ，张建安 1,2 ，刘久逸 1,2

（1. 安徽大学 化学化工学院，安徽 合肥 230601；2. 安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室，安
徽 合肥 230601；3. 安徽鼎洋生物基材料有限公司，安徽 阜阳 236000）

摘要：以聚乙烯醇（PVA）、氧化石墨烯（GO）、硝酸银为原料，在不添加引发剂和交联剂的情况下，使用
物理交联法（冷冻-解冻法）制得了一系列还原氧化石墨烯（rGO）负载不同质量分数纳米银（AgNPs）/PVA
型抗菌水凝胶（rGO-AgNPs/PVA）（PGA-1~PGA-6，阿拉伯数字代表 AgNPs 的质量分数）。通过 FTIR、SEM、
TGA、电子万能材料试验机和流变仪对水凝胶的结构、形貌、力学性能和流变性能进行了表征，并对其生
物性能进行了测试。结果表明，rGO 的加入增强了 PVA 水凝胶的机械强度，rGO-AgNPs/PVA 抗菌水凝胶
断裂伸长率比 PVA 水凝胶提高约 60%，拉伸应变达到 125%。PVA 水凝胶的储能模量和损耗模量均低于
rGO-AgNPs/PVA 水凝胶；rGO 与 AgNPs 协同抗菌，PGA-3（AgNPs 质量分数 0.33%）对大肠杆菌和金黄色
葡萄球菌的抑菌带宽度分别约为 4.5 和 5.5 mm；相较于 PVA 水凝胶，rGO-AgNPs/PVA 水凝胶的孔洞增多，
rGO 通过 π-π 作用形成网络结构，rGO-AgNPs/PVA 水凝胶显示出多孔互联的微观结构。
关键词：聚乙烯醇；纳米银；还原氧化石墨烯；抗菌性；水凝胶；功能材料
中图分类号：TQ427.26 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 01-0069-06

Preparation and properties of nano silver-loaded reduced graphene oxide/

polyvinyl alcohol antibacterial hydrogels

1,2
3
1,2
XU Yuqin , ZHANG Yiqian , YANG Jianjun 1,2* , WU Qingyun ,
1,2
1,2
1,2
WU Mingyuan , ZHANG Jian'an , LIU Jiuyi
（1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University, Hefei 230601, Anhui, China; 2. Anhui High
Performance Engineering Laboratory of Water-based Polymer Materials, Hefei 230601, Anhui, China; 3. Anhui
Dingyang Bio-based Material Ltd. Co., Fuyang 236000, Anhui, China）
Abstract: A series of nano silver(AgNPs)-loaded reduced graphene oxide (rGO)/polyvinyl alcohol
(PVA) antibacterial hydrogels (rGO-AgNPs/PVA) (PGA-1~PGA-6, 1~6 represent the mass fraction of
AgNPs) were prepared by physical crosslinking (freezing thawing method) of PVA, graphene oxide
(GO) and silver nitrate without initiator and crosslinker added. The structure, morphology, mechanical
and rheological properties of the hydrogels obtained were then characterized by FTIR, SEM, TGA,
electronic universal material testing machine and rheometer, followed by analysis on their biological
properties. The results showed that the rGO addition enhanced the mechanical strength of PVA
hydrogel, with the elongation at break ~ 60% higher than that of pure PVA hydrogel and the tensile
strain reaching 125%. Moreover, the storage modulus and loss modulus were also improved in
comparison to those of PVA hydrogel. Meanwhile, rGO and AgNPs showed synergistic antibacterial
effect. The antibacterial band widths of PGA-3(the mass fraction of AgNPs was 0.33%) against

收稿日期：2022-03-10; 定用日期：2022-08-26; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220214
基金项目：国家自然科学基金（51973001）；安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2016A792)
作者简介：许雨芩（1997—），女，硕士生，E-mail：727236486@qq.com。联系人：杨建军（1960—），男，教授，E-mail：andayjj@
163.com。