【摘 要】
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中草药来源广泛,对环境友好,且对木腐菌具有良好的抑制作用,但大多数中草药的有效抗菌成分不耐候、易失活、抗流失性能差造成了防腐剂的浪费。试验设计构建了一种木材微环境响应型载体包载木材防腐剂,以初腐木材体内pH变化为靶点,实现了对木材褐腐菌-密粘褶菌的智能响应。试验以中空介孔有机硅纳米粒子(HMON)为载体,包载木材防腐剂-纳米改性后的中草药连翘(连翘@Carbon quantum dots-连翘@C
【基金项目】
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">内蒙古自然科学基金项目(项目批准号:2018MS03048)“纳米TiO2-中草药防腐木材的制备及性能研究”; 内蒙古
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中草药来源广泛,对环境友好,且对木腐菌具有良好的抑制作用,但大多数中草药的有效抗菌成分不耐候、易失活、抗流失性能差造成了防腐剂的浪费。试验设计构建了一种木材微环境响应型载体包载木材防腐剂,以初腐木材体内pH变化为靶点,实现了对木材褐腐菌-密粘褶菌的智能响应。试验以中空介孔有机硅纳米粒子(HMON)为载体,包载木材防腐剂-纳米改性后的中草药连翘(连翘@Carbon quantum dots-连翘@CQDs),根据腐朽木材体内的pH变化为响应机制,设计表面具有大量羧基的介孔封堵剂(CQDs)与氨基功能化的HMON表面缩合成响应化学键(酰胺键),达到对腐朽菌响应防腐的目的。论文研究主要得出以下结论:1.首先是pH响应型木材防腐剂的结构构建:试验首先使用典型的St(?)ber方法合成单分散的Si O2。使用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)作为成孔剂,将中孔有机硅涂覆在Si O2纳米颗粒上。以Na2CO3作为蚀刻剂以选择性地去除内部Si O2核芯并形成内部空腔,得到粒径均匀、表面具有均匀介孔且内部空腔巨大的中空微球。在确定了初期腐朽木材体内的pH变化后,以酰胺键作为载体表面接枝的响应化学键。所以试验以尿素和柠檬酸为原料制备了表面具有大量羧基的碳量子点(CQDs)作为HMON的表面介孔封堵剂。为了将CQDs表面的羧基以共价接枝到HMON的表面并缩合成酰胺键,将HMON进行氨基功能化后与制备的CQDs表面的大量羧基缩合形成酰胺键做介孔的封堵。最后试验以纳米改性后抑菌性能明显增强的环保、抗菌的连翘@CQDs作为载体包载的客体药剂。2.CQDs与HMON之间形成的酰胺键作为樟子松初期腐朽阶段木材体内pH值变化的响应开关,从而实现了可控的防腐剂封装和响应传递。通过透析试验模拟初腐木材体内微环境,利用XPS分析了CQDs和HMON透析前后的化学键的变化,结果表明酰胺键成功地合成并在pH=4.5的条件下成功地断裂,证明其可以响应木材体内初腐环境。木材体内耐腐试验的结果表明:经连翘@CQDs-HMON-CQDs处理后的木材达到了强耐腐等级,证明载体成功释放防腐剂。综上所述,本文基于中草药连翘的纳米改性,中空介孔有机硅纳米粒子对初腐木材的智能响应,为木材防腐新领域的研究提供了一种新思路。
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