改性TiO2納米管陣列光催化抑制青霉菌研究.pdf

1、我國(guó)是園藝產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，年產(chǎn)年銷均居世界首位，但因儲(chǔ)運(yùn)保鮮技術(shù)不完善，易氧化腐爛變質(zhì)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，其主要原因不僅是由于果蔬產(chǎn)品本身釋放出來(lái)的有機(jī)揮發(fā)性氣體乙烯造成的果蔬呼吸強(qiáng)度加快，酶活性增強(qiáng)，還有微生物的浸染作用，霉菌是果蔬在保鮮過(guò)程中最常見的微生物之一，因保鮮庫(kù)環(huán)境常年陰暗，庫(kù)內(nèi)濕度大，更有利于霉菌及真菌的生長(zhǎng)繁殖，因而在保鮮貯藏過(guò)程中，要盡量降低乙烯等有機(jī)氣體濃度并抑制霉菌的滋生，以延長(zhǎng)果蔬產(chǎn)品保鮮期。
　　采用電化學(xué)

2、陽(yáng)極氧化法，以鈦片為基底制備的多孔鈦基TiO2納米管，因具有優(yōu)秀的電荷傳輸特性和載流子壽命特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可重復(fù)利用無(wú)污染，被廣泛應(yīng)用于光催化殺菌、光電池和儲(chǔ)氫材料、水質(zhì)和空氣凈化等領(lǐng)域。但TiO2納米管在實(shí)際應(yīng)用中，光利用率低且光生電子-空穴對(duì)容易復(fù)合，在實(shí)際中應(yīng)用中受到限制。因此，對(duì)TiO2納米管進(jìn)行改性提高光催化活性，是解決TiO2納米管應(yīng)用缺陷的有效途徑，也是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　本研究將陽(yáng)極氧化法制備的無(wú)晶型二氧化

3、鈦納米管進(jìn)行高溫調(diào)質(zhì)得到有一定晶型二氧化鈦納米管（TNAs）；通過(guò)60Co-γ射線輻照、化學(xué)摻雜處理制備出改性的光催化材料：納米銀（AgNPs）修飾的AgNP-*TNAs和還原氧化石墨烯（rGO）修飾的rGO-*TNAs分別用于紫外光光催化抑制青霉，研究結(jié)果如下：
　　（1）將無(wú)晶型的TiO2納米管經(jīng)過(guò)不同溫度調(diào)質(zhì)制備出有一定晶型的二氧化鈦納米管（TNAs）紫外光下光催化140min對(duì)青霉的抑制效果為：600℃煅燒調(diào)質(zhì)2h抑菌圈為

4、39.8?0.04mm且不同溫度調(diào)質(zhì)TNAs的抑菌圈大小與光催化時(shí)間均呈良好的線性關(guān)系（R2>0.99），其中600℃調(diào)質(zhì)2h后的線性斜率為0.0105mm/min，得出600℃調(diào)質(zhì)2h后的TNAs光催化活性要高于其它溫度調(diào)質(zhì)；將600℃調(diào)質(zhì)2h的TNAs光催化作用于青霉，菌落生長(zhǎng)逐漸開始出現(xiàn)性狀不規(guī)則，邊緣凹陷、菌落數(shù)減少等現(xiàn)象且菌絲干重隨著TNAs光催化時(shí)間的增加相比對(duì)照組分別降低了52.94％，60.79%，62.63%，79.4

5、1%，95.1%。
　?。?）采用20KGy60Co-γ射線輻照無(wú)晶型的二氧化鈦納米管得到輻照調(diào)質(zhì)的*TNAs，在*TNAs上添加AgNP制備出復(fù)合材料AgNP-*TNAs；添加AgNP200ul光催化青霉140min抑制圈值為42.5?0.06mm，且不同添加量的抑菌圈大小與光催化時(shí)間均呈良好的線性關(guān)系（R2>0.99），添加量為200ul時(shí)斜率為0.0139mm/min，得出添加AgNP200ul時(shí)光催化性能最好；將添加量20

6、0ul的AgNP-*TNAs光催化作用于青霉，菌落生長(zhǎng)出現(xiàn)菌絲帶寬度減小甚至消失、性狀也不規(guī)則，且邊緣凹陷、孢子顏色加深、菌落數(shù)嚴(yán)重減少等現(xiàn)象；且菌絲干重隨著AgNP-*TNAs作用時(shí)間的增加相比對(duì)照組分別降低了57.84%，63.73%，70.59%，85.29%，98.04%。
　　（3）在*TNAs上添加rGO制備出復(fù)合材料rGO-*TNAs，添加rGO200ul紫外燈下光催化青霉140min抑制圈值為43.2?0.03mm

7、,不同添加量抑菌圈大小與光催化時(shí)間均呈良好的線性關(guān)系（R2>0.99）,添加量為200ul時(shí)斜率為0.0140mm/min，得出添加rGO200ul時(shí)光催化性能最好；將添加量為200ul的rGO-*TNAs光催化作用于青霉菌落生長(zhǎng)情況同AgNP-*TNAs作用于青霉一樣開始出現(xiàn)菌絲帶寬度減小甚至消失、性狀不規(guī)則，邊緣凹陷、孢子顏色加深、菌落變小等現(xiàn)象且效果比AgNP-*TNAs更加嚴(yán)重；菌絲干重隨rGO-*TNAs作用時(shí)間的增加相比對(duì)照

8、組分別降低了61.9%，68.57%，76.19%，88.57%，99.05%。
　?。?）掃描電鏡觀察青霉孢子外部形態(tài)發(fā)現(xiàn)對(duì)照組孢子很完整，細(xì)胞飽滿表面光滑，無(wú)皺縮無(wú)破損；而TNAs、AgNP-*TNAs、rGO-*TNAs光催化處理的青霉孢子外觀形態(tài)發(fā)生了明顯的變化，孢子變形、細(xì)胞干癟皺縮向內(nèi)部凹陷，孢子細(xì)胞受到嚴(yán)重破壞。
　?。?）透射電鏡觀察青霉孢子內(nèi)部形態(tài)發(fā)現(xiàn)對(duì)照組細(xì)胞飽滿完整無(wú)破損，邊界清晰，細(xì)胞內(nèi)各細(xì)胞器完好無(wú)