二氧化鈦光催化抑菌性及其抑菌機(jī)理的研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)作為具有光催化功能的半導(dǎo)體材料,具有活性高、抗菌效果好、熱穩(wěn)定性好、長(zhǎng)期有效、價(jià)格低以及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，從而可廣泛應(yīng)用于防霧、光催化殺菌、水質(zhì)和土壤凈化、空氣凈化、自清潔等諸多領(lǐng)域。目前，TiO2的研究已成為熱潮，研究者們正試圖制備出各種實(shí)用的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、光催化性能好的二氧化鈦。
　　 本實(shí)驗(yàn)研究材料TiO2 是用新工藝摻雜（非金屬EDTA和檸檬酸）改性在90℃低溫下制備的，并對(duì)其作了一些表征。首先，用滴

2、板比較菌斑大小和稀疏的方法，定性研究了標(biāo)準(zhǔn)納米二氧化鈦和5種摻雜自制二氧化鈦粉體對(duì)細(xì)菌如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌及真菌如酵母菌、白色念珠菌的抗菌性能。然后，根據(jù)定性抑菌結(jié)果，選取了對(duì)其有抗菌作用的四種菌，并設(shè)定了適當(dāng)?shù)木鷿舛?、二氧化鈦質(zhì)量濃度以及光催化取樣時(shí)間，用計(jì)數(shù)法定量分析了標(biāo)準(zhǔn)納米二氧化鈦和5種摻雜自制二氧化鈦粉體的光催化抗菌性能。最后，選取了金黃色葡萄球菌為代表菌，考察了初始菌濃度、TiO2 質(zhì)量濃度對(duì)幾種代表二氧

3、化鈦殺菌效果的影響，并用掃描電鏡觀(guān)察了抑菌前后菌體形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化以初步探索二氧化鈦光催化抗菌原理。得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　 以TiCl4 為原料，用低溫陳化法，摻雜EDTA和檸檬酸制備了4 種混晶型二氧化鈦粉體和一種不添加添加劑制備的純相金紅石二氧化鈦粉體，掃描電鏡觀(guān)察結(jié)果顯示：標(biāo)準(zhǔn)二氧化鈦的粒徑為納米級(jí)，比表面積大，分散性較差；自制二氧化鈦的粒徑為微米級(jí)，比表面積小；自制的5種二氧化鈦中，未摻雜制備的二氧化鈦顆粒最小，比表面積

4、最大。
　　 光催化降解甲基橙實(shí)驗(yàn)表明：未添加添加劑的產(chǎn)物光催化性能差，加入添加劑制備的二氧化鈦光催化性能好。
　　 定性和定量抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明：白色念珠菌對(duì)365nm、20W的紫外光有光敏性；
　　 僅此紫外光對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、酵母菌沒(méi)有損傷性；僅二氧化鈦條件下沒(méi)有殺菌作用；二氧化鈦在此近紫外光的激發(fā)下抑菌效果明顯；標(biāo)準(zhǔn)納米二氧化鈦的光催化抑菌效果強(qiáng)于自制5種二氧化鈦；標(biāo)準(zhǔn)納米二氧化鈦和自制5種二氧

5、化鈦對(duì)細(xì)菌的殺菌效果強(qiáng)于真菌。
　　 另外，定量抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明：這六種二氧化鈦對(duì)四種菌的殺菌效果依次為金黃色葡萄球菌≈大腸桿菌>酵母菌>白色念珠菌；添加添加劑EDTA和檸檬酸制備的二氧化鈦的光催化抑菌效果不比未添加制備的二氧化鈦強(qiáng)；二氧化鈦催化劑的用量存在一個(gè)最佳值，為0.8g/L；菌濃度對(duì)二氧化鈦光催化抑菌效果的影響明顯，而且對(duì)于不同的二氧化鈦，影響情況不同。
　　 通過(guò)掃描電鏡觀(guān)察抑菌前后菌體形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化可知：