編號：CYYJ02138
篇名：Zn、Co單摻雜及Co-Zn共摻雜TiO2納米材料協(xié)同抗菌效應(yīng)的研究
作者：時代 楊合 薛向欣
關(guān)鍵詞： 抗菌性能 二氧化鈦 CO摻雜 Zn摻雜 Zn-Co共摻雜 可見光
機(jī)構(gòu)： 東北大學(xué)冶金學(xué)院冶金資源與環(huán)境工程研究所 沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院
摘要： 采用溶膠-凝膠法對TiO2進(jìn)行Zn、Co單一摻雜及Co-Zn共摻雜改性。以大腸桿菌、金葡萄球菌、白念球菌為實(shí)驗(yàn)菌種,研究在可見光照射下各摻雜元素、反應(yīng)因素對對抗菌活性的影響。運(yùn)用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、比表面儀(BET)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和紫外可見漫反射光譜(UV-Vis-DRS)等測試手段對材料進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Zn離子摻雜可以引起TiO2能級結(jié)構(gòu)的變化,既可以接受TiO2價帶上的激發(fā)電子,也可以吸收光子使電子躍遷到TiO2的導(dǎo)帶上,另外Zn/TiO2納米材料中含有27%的ZnTiO3,ZnTiO3具有光催化活性,能夠抑制菌種生長;Co/TiO2納米材料摻雜改性抗菌劑中,Co組分的存在通過抑制TiO2的晶粒長大,使TiO2晶粒尺寸減小,從而增大晶粒的比表面積。Co離子單摻雜在TiO2能隙中引入了Co4f雜質(zhì)能級,即TiO2的價帶與Co的4f電層間發(fā)生了遷移,生成捕獲能級,降低了禁帶寬度,增加了Co/TiO2對可見光的吸收,增進(jìn)抗菌劑的光催化性能,提高抗菌性;Co-Zn/TiO2納米材料的抗菌效果最優(yōu),Zn、Co共摻雜TiO2促進(jìn)了Zn、Co離子的溶出。由于Zn、Co離子本身也具有殺菌作用,它們滲透細(xì)菌細(xì)胞壁并抑制酶活性導(dǎo)致細(xì)菌死亡,但是可能由于對微生物攻擊的目標(biāo)不同,當(dāng)微生物同時接觸Zn和Co離子時,細(xì)胞膜上的不同位置都受到了攻擊,導(dǎo)致更有效的損傷。
