新冠疫情的爆发与持续蔓延给我国的公共卫生安全敲响警钟,为阻断病毒传播和FUT-175使用方法防止二次污染,亟需开发高效持久的新型抗菌纺织品。沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)因具有比表面积大、抗菌活性好和生物毒性低等特性而成为研发光催化抗菌纤维的首选材料,但存在可见光照射下抗菌效率低和后整理技术ZIF-8抗菌剂易溶出导致抗菌功能失效的问题。本论文首先设计合成出可见光激发的T-ZIF-8光催化抗菌材料,再采用静电纺丝技术构筑键合型聚氨酯基T-ZIF-8光催化抗菌纤维,研究并揭示了T-ZIF-8的光催化抗菌机理及其键合型光催化抗菌纤维的微观结构与抗菌、防水、透湿性能的构效关系。研究内容及结果如下:(1)针对ZIF-8禁带宽度大、仅对紫外光响应导致可见光下抗菌效率低的问题,本论文采用热氧敏化工艺成功将ZIF-8的光响应范围拓展至可见光区,从而解决可见光照射下抗菌效率低的问题。研究结果表明,经热氧敏化处理后T-ZIF-8的晶体结构和微观形貌并未被破坏,但其元素种类和部分官能团发生改变;热氧处理后T-ZIF-8的比表面积略有降低,但仍高达约1500 m2/g;光催化研究表明,T-ZIF-8的带隙明显缩小,且T-ZIF-8的光生电荷分离与迁移效率明显提高PR-171抑制剂、光生电子复合效率明显降低;光催化抗菌研究表明,可见光照射下(λ≥420 nm)T-ZIF-8在20 min内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率高达99%以上,同时揭示了T-ZIF-8以·O_2~-和h~+等活性物种进行杀菌的光催化抗菌机制。(2)针对后整理技术中ZIF-8抗菌剂易溶出导致纺织品抗菌功能失效的问题,本论文将可见光激发的T-ZIF-8光催化抗菌剂与具有良好柔韧性及生物相容性的热塑性弹性聚氨酯相结合,制得键合型聚氨酯基T-ZIF-8光催化材料,再通过优化静电纺丝溶液性质,构筑出键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纤维。通过FTIR和XRD测试对键合型聚氨酯基T-ZIF-8光催化材料结构进行表征,结果表明T-ZIF-8与聚氨酯成功键合;光电流和电化学阻抗测试表明实现氢键缔合后PEG/T-ZIF-8的光生电荷分离和迁移效率显著提升;通过对静电纺丝溶液Cathodic photoelectrochemical biosensor浓度进行优化,确定了聚氨酯基T-ZIF-8聚合物纺丝液的最佳溶液浓度为22 wt%;研究了“中间体”PEG的不同含量对键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纤维微观形貌的影响,确定了最佳PEG投加量为3.3 wt%;为进一步优化调控键合型聚氨酯基T-ZIF-8抗菌纤维的微观形貌,研究了导电盐Zn Cl_2用量对纤维微观形貌的影响。最终得出纺丝液浓度为22 wt%、PEG用量为3.3 wt%、导电盐Zn Cl_2用量为0.5 wt%的最佳工艺参数,构筑出直径更均匀、结构更紧密的聚氨酯基T-ZIF-8纳米抗菌纤维。(3)为了考察聚氨酯基T-ZIF-8纳米纤维的应用价值,研究了纤维的微观结构与光催化抗菌、透湿、防水性能之间的构效关系。光催化抗菌结果表明,微观形貌更均匀致密的TPU-PEG/Zn Cl_2/T-ZIF-8纤维膜光催化抗菌效果最佳,可见光照射30 min和120min后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别为99.99%和99.57%;透湿性研究表明,具有丰富亲水性基团、纤维平均直径更大、分布范围更宽的TPU-PEG/T-ZIF-8纤维膜的透湿性最佳,且当环境温度为40℃时所制纤维膜的透湿率均高于3000 g/(m~2·24h),符合I级透湿率标准;水接触角测试表明,所制纤维膜的水接触角均大于90°,具备一定的防水效果。综上所述,本论文中聚氨酯基T-ZIF-8纳米纤维在医用敷料、医用防护品等卫生防护领域具有潜在应用。