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季铵盐改性对蒙脱石结构及抗菌性能的影响 抗菌材料是指具有自身抗菌性的新材料，具有杀菌或抑制微生物生长的功能。为了提高抗菌剂的抗候性，研究人员对抗菌剂的载体进行了几次实验研究。蒙脱石是天然生成的含水层铝硅酸盐矿，理论结构为（1.2cm，na）x（al，mg，fe）4[（si，al）y080]（h）4nh2o。由于蒙脱石具有良好的吸附能力和交换阳离子的能力，因此，除了cu2和季节性铵盐外，各种有机和有机阳离子都可以被蒙脱石吸附，并进入蒙脱石层。在分散水的系统中，由于蒙脱石对核电站微生物及其产生的毒素具有良好的吸附能力。由于提升机械的传输是均匀的，因此提升机天然蒙脱石[8、9、10、11、12、13、14、15]后，比面积大，显著提高了微生物或有机物的吸附能力。因此，蒙脱石是一种抗实用、性能优良的抗菌剂载体。 自1935年G. Domagk发现十二烷基二甲基苄基氯化铵比苯酚具有更好的抗菌性能以来, 季铵盐类抗菌剂得到了广泛的研究和应用;然而当季铵盐作为抗菌剂单独使用时存在易挥发、易流失和析出、长效性及热稳定性差等缺点, 从而限制了季铵盐类抗菌剂的抗菌性能和应用范围.若将季铵盐抗菌剂通过离子交换反应引入到蒙脱石的片层间, 使亲水的硅酸盐片层表面变为亲有机物的界面, 这不仅使蒙脱石具有更强的有机物吸附能力, 而且季铵盐和蒙脱石之间还形成了纳米级复合, 使季铵盐较稳定地存在于硅酸盐层间的微环境中, 提高了季铵盐抗菌剂的长效性和热稳定性.经过季铵盐改性的蒙脱石先将细菌吸附在其表面, 然后季铵盐从蒙脱石层间解吸出来进入溶液中直接杀死细菌, 从而达到吸菌和杀菌的性能. 经研究可知, 季铵盐烷基链的长度和分子结构是影响季铵盐活性及抗菌能力的重要因素.本文分别采用单季铵盐十八烷基三甲基氯化铵和双季铵盐双十八烷基二甲基氯化铵对蒙脱石进行了有机插层改性, 对比了这2种链长相等、链数不同的季铵盐对蒙脱石的层间结构和抗菌性能的影响.改性蒙脱石的d001层间距先随季铵盐用量的增加而增大, 当季铵盐的用量达到一定量时, 其d001层间距开始略微下降, 同时在2θ3° 的低角度衍射区出现了代表着蒙脱石超结构的衍射峰.将改性蒙脱石应用于抗菌抗霉实验, 其在水分散体系中的抗菌性能先随季铵盐用量的增加而增大, 当改性蒙脱石出现超结构后, 其抗菌性能开始急剧下降;而在干燥条件下进行抗霉实验中, 经2种季铵盐改性的蒙脱石都具有极强的抗霉菌性能. 1 材料和方法 1.1 钙蒙脱石的提纯钠化 实验用蒙脱石由内蒙古物华天宝矿物资源有限公司提供, 产自内蒙古自治区赤峰市宁城县, 属火山沉积岩系热液蚀变型.据赤峰市地质矿产勘查院提供的分析数据, 矿石中钙蒙脱石的质量分数达98%～99%, 含有少量石英及火山玻璃等杂质, 吸蓝量为1.488～1.498 mmol/g, 阳离子交换能力为1.155～1.399 mmol/g.使用前按文献的方法对钙蒙脱石原矿进行了提纯钠化处理. 十八烷基三甲基氯化铵[C18H37(CH3)3NCl]、双十八烷基二甲基氯化铵[ (C18H37)2(CH3)2NCl]、三聚磷酸钠[Na5P3O10]、无水乙醇[C2H5OH]均为市售分析纯试剂. 1.2 水浴中添加 取5 g经提纯钠化的蒙脱石 (Na-MMT) 与0.25 g三聚磷酸钠及一定量的去离子水搅拌10 min后配置成50 mL蒙脱石悬浮液 (本文中该用量不变) ;将一定量的季铵盐十八烷基三甲基氯化铵 (OTAC) 或双十八烷基二甲基氯化铵 (DODAC) 配置成质量分数为10%的乙醇溶液, 加入到蒙脱石悬浮液中, 搅拌均匀后溶液在60 ℃水浴中反应2 h;离心清洗烘干后得到经OTAC或DODAC改性后的蒙脱石.根据季铵盐与蒙脱石的质量分数, 样品分别标记为OT-5～OT-40 (OTAC改性蒙脱石) 和DO-5～DO-40 (DODAC改性蒙脱石) . 按照《消毒技术规范》1进行改性蒙脱石的抗菌实验:在含有0.1 g/L改性蒙脱石的水溶液中加入一定量的大肠杆菌或金黄色葡萄球菌, 使其含菌量达到1×105个/mL, 35 ℃条件下接触18 h后统计菌落数并计算抑菌率.抑菌率= (A-B) /A×100%, 其中:A为空白样的菌落数,B为含改性蒙脱石样品的菌落数.按照以下步骤进行改性蒙脱石的抗霉菌实验:将钠化蒙脱石及改性蒙脱石分别制成抗霉样板, 每块样板上面均匀喷洒混合霉菌, 在密封的恒温、恒湿容器中悬挂放置28 d, 定期观察并记录霉菌的生长情况. 采用Rigaku D/Max 2550型X射线多晶衍射仪对改性蒙脱石进行结构分析, 连续记谱扫描, Cu靶Kα射线 (λ=0.154 nm) , 工作电压40 kV, 工作电流40 mA, 扫描步宽为0.02 °/s. 2 结果与讨论 2.1 层间距以下