納米TiO-,2-薄膜的溶膠-凝膠法制備及抗菌性能研究.pdf

1、以廉價易得的無機(jī)鹽TiCl4為前驅(qū)體，避免了使用有機(jī)鈦醇鹽的復(fù)雜工藝，采用溶膠-凝膠法和浸漬提拉技術(shù)在普通鈉鈣硅玻璃表面制備了納米TiO2光催化抗菌薄膜，解決了TiO2抗菌劑的固定化問題。并分析了溶膠-凝膠的轉(zhuǎn)變過程及溫度、反應(yīng)物初始濃度等因素對溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變過程的影響，探索了薄膜的最佳制備工藝。結(jié)果表明，選擇初始濃度為1：30的溶膠，以2mm/s的提拉速度鍍膜時，一次膜厚約為40nm。在玻璃片上鍍3次膜，在450℃的條件熱處理1小時，

2、可獲得粒徑約為10nm，負(fù)載牢固，均勻性及透明性較好的納米TiO2多孔薄膜。 本實驗以在自然界普遍存在且與人類健康密切相關(guān)的革蘭氏陰性菌種大腸桿菌為實驗菌種，研究了薄膜的制備工藝條件如鍍膜次數(shù)、熱處理溫度及殺菌條件如光照條件、光照時間、菌液濃度等因素對納米TiO2薄膜抗菌性能的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)菌液濃度在103CFU/ml數(shù)量級上時，熱處理溫度為450℃的3層TiO2薄膜在日光照射2小時的條件下殺菌率為90％以上，熒光燈照射2小時的條

3、件下，殺菌率也可達(dá)80％以上。應(yīng)用SEM分析了大腸桿菌在光催化過程中的微觀變化，認(rèn)為納米TiO2薄膜的殺菌作用過程大致為：(1)菌體在TiO2薄膜表面的吸附；(2)細(xì)胞壁損傷；(3)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏；(4)菌體死亡。 從提高TiO2光催化效率的角度出發(fā)對納米TiO2抗菌薄膜進(jìn)行了鐵系過渡元素(Fe，Co，Ni)摻雜，其最佳摻雜濃度為M：Ti=0.5％(摩爾比)；利用稀土元素及貴金屬銀的協(xié)同殺菌作用，對納米TiO2薄膜中進(jìn)行了變價及不