饮用水的微生物污染是对公众健康的主要威胁之一,缺乏安全、可靠的水源仍然是全世界数百万人面临的一个严重问题。当前,针对一些无法使用集中式饮用水设施的地方,基于银纳米粒子(Ag NPs)的使用点(POU)饮用水消毒系统已成为提供安全饮用水的关键解决方案。由于Ag NPs在纳米尺度上的稳定性不足以及有高度自聚集倾向,通常需要将Ag NPs固定在各种无机或有机的载体材料中应用于POU饮用水消毒系统。然而,多数银基复合材料存在无法有效控制Ag~+稳定释放的问题,一方面缩短了抗菌剂的使用寿命;另一方面大量Ag~+释放可能会对人体健康构成威胁。本论文分别以两种低成本、生物环保型的聚氨酯泡沫(PUF)和壳聚糖(CS)作为载体材料,通过功能改性制备出两种新型兼具高效抗菌和可持续释放银离子性能的POU饮用水消毒剂。本论文主要研究内容和研究结果如下:(1)medicine beliefs以商业化聚氨酯泡沫(PUF)为载体材料,引入海藻酸钙(CA)凝胶对其进行改性,然后经Ag NO_3溶液浸渍和丙三醇还原制得载纳米银海藻酸钙/聚氨酯复合物(CA/PUF@Ag)。采用多种手段表征CA/PUF@Ag的形貌、官能团结构、晶形结构、元素化学态、溶胀性能及机械强度等理化性质,评估了CA/PUF@Ag的可持续释放银离子性能,并以大肠杆菌(E.Coli)为病原体模型系统研究了CA/PUF@Ag的抗菌效果。结果表明,以0.25%w/v海藻酸钠(SA)制备的CA/PUF@Ag吸水能力较强,溶胀率为8.0 g/g,高于未经改性载纳米银聚氨酯(PUF@Ag)(6.0 g/g),并且可通过轻微压力刺激将水挤出。与PUF@Ag相比,合成的CA/PUF@Ag具有更高的Ag NPs负载量并且可以减缓Ag NPs在溶液中的释放。接触14天后,CA/PUF@Ag中Ag NPs的浸出水平(44.35μg/L)远低于WHO推D-Lin-MC3-DMA小鼠荐的饮用水限制(100μg/L)。CA/PUF@Ag表现出良好的长期抑菌活性,在5个运行周期内,从CA/PUF@Ag回收的挤压水可达到100%的灭菌率。此外,CA/PUF@Ag填充的抑菌柱也表现出较高的抑菌效率。因此,可以认为CA/PUF@Ag在POU饮用水消毒方面具有潜在应用价值,且该技术可能在偏远地区和紧急应用中意义重大。(2)为了增强抗菌活性和实现银离子可控释放,以壳聚糖(CS)作为主体材料,共价接枝磺酸盐甜菜碱型两性离子单体[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵(SBMA)形成CS/SBMA凝胶球,然后利用硼氢化钠原位还原硝酸银溶液制得载纳米银壳聚糖/[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵接枝共聚物凝胶球(CS/SBMA@Ag)。将CS/SBMA凝胶球作为载体,一方面因其具有三维网络结构并且含有丰富功能基团,可以引入和固定更多的Ag NPs,从而提高CS/SBMA@Ag的抗菌活性,另一方面引入SBMA可赋予CS/SBMA@Ag良好的抗生物污染性以及独特的高临界溶解温度(UCST)型温敏特性,以实现纳米银的控制释放。确定了CS/SBMA@Ag凝胶球较理想的制备条件:CS与SBMA摩尔比为3:1,Ag NO_3浓度为5 mmol/L。试验结果表明,在CSselleck抑制剂与SBMA摩尔比为3:1时制备的CS/SBMA凝胶球吸水能力较强,溶胀率为9.4 g/g,高于未改性的壳聚糖凝胶球(CS)(3.8 g/g)。与未改性的载纳米银壳聚糖凝胶球(CS@Ag)相比,合成的CS/SBMA@Ag具有更高的Ag NPs负载量,并且表现出优异的抗生物污染特性。接触14天后,CS/SBMA@Ag中Ag NPs的浸出水平(33.10μg/L)远低于WHO推荐的饮用水限制(100μg/L)。CS/SBMA@Ag表现出良好的长期抑菌活性,在5个测试周期内CS/SBMA@Ag的处理液可达到100%的灭菌率。此外,CS/SBMA@Ag填充的抑菌柱也表现出优异的抑菌效率。