高效復合型稀土摻雜光催化抗菌材料的研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步及人類生活水平的提高，人類對所處環(huán)境和自身的健康越來越重視，TiO2光催化抗菌材料應(yīng)運而生。當前，TiO2光催化抗菌材料主要存在光催化材料對可見光響應(yīng)范圍小，對太陽光利用率低以及無光照條件下材料會失去抗菌效應(yīng)等問題。本文主要針對上述問題研究了可在各種條件下應(yīng)用的高效復合型稀土摻雜光催化抗菌材料。 采用溶膠-凝膠法并結(jié)合旋轉(zhuǎn)涂膜法制備了稀土摻雜光催化抗菌薄膜(La/TiO2、Ce/TiO2、Pr/TiO2、Nd/

2、TiO2、Sm/TiO2、Eu/TiO2、Gd/TiO2、Dy/TiO2、Ho/TiO2、Y/TiO2)和Ag/Ce/TiO2復合型光催化抗菌薄膜，以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎克伯雷氏菌為實驗菌種，以室內(nèi)普通日光燈和太陽光作為光源，通過測定殺菌率，考察了超聲波作用時間、轉(zhuǎn)速、滴定高度、燒結(jié)制度、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間以及稀土摻雜量、涂膜層數(shù)等因素對材料光催化抗菌性能的影響，確定了最佳制備工藝條件。用XRD、SEM、TG-DSC等對材料進

3、行了表征。用紫外-可見分光光度計分析了材料的紫外-可見吸收光譜。采用生物透射電子顯微鏡觀察了Ce/TiO2、Ag/Ce/TiO2薄膜的抗菌過程，初步探討了光催化抗菌材料的抗菌機理。 實驗結(jié)果表明，制備的RE/TiO2、Ag/Ce/TiO2光催化抗菌薄膜除Ce/TiO2含有極少量金紅石型TiO2外，其余全部由單一銳鈦礦型TiO2構(gòu)成。UV-Visible吸收光譜分析表明，稀土元素摻雜顯著提高了光催化材料對可見光的響應(yīng)，以普通日光燈

4、作為光源即有很好的抗菌效果，RE/TiO2、Ag/Ce/TiO2光催化抗菌薄膜對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等常見細菌的平均殺菌率皆在90％以上。其中Ce/TiO2、Sm/TiO2、Y/TiO2、Ag/Ce/TiO2光催化薄膜以太陽光作為光源，在室內(nèi)放置1h，對大腸桿菌(5×103cfu/ml)殺菌率分別可達91.3％、91.1％、90％和92.8％。 TEM觀察表明，Ce/TiO2和Ag/Ce/TiO2光催化抗菌薄膜的抗菌機理相類