Zn、Co单掺杂及Co-Zn共掺杂TiO2纳米材料协同抗菌效应的研究

论文摘要

采用溶胶-凝胶法对TiO2进行Zn、Co单一掺杂及Co-Zn共掺杂改性。以大肠杆菌、金葡萄球菌、白念球菌为实验菌种,研究在可见光照射下各掺杂元素、反应因素对对抗菌活性的影响。运用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面仪（BET）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和紫外可见漫反射光谱（UV-Vis-DRS）等测试手段对材料进行表征。实验结果表明,Zn离子掺杂可以引起TiO2能级结构的变化,既可以接受TiO2价带上的激发电子,也可以吸收光子使电子跃迁到TiO2的导带上,另外Zn/TiO2纳米材料中含有27%的ZnTiO3,ZnTiO3具有光催化活性,能够抑制菌种生长;Co/TiO2纳米材料掺杂改性抗菌剂中,Co组分的存在通过抑制TiO2的晶粒长大,使TiO2晶粒尺寸减小,从而增大晶粒的比表面积。Co离子单掺杂在TiO2能隙中引入了Co4f杂质能级,即TiO2的价带与Co的4f电层间发生了迁移,生成捕获能级,降低了禁带宽度,增加了Co/TiO2对可见光的吸收,增进抗菌剂的光催化性能,提高抗菌性;Co-Zn/TiO2纳米材料的抗菌效果最优,Zn、Co共掺杂TiO2促进了Zn、Co离子的溶出。由于Zn、Co离子本身也具有杀菌作用,它们渗透细菌细胞壁并抑制酶活性导致细菌死亡,但是可能由于对微生物攻击的目标不同,当微生物同时接触Zn和Co离子时,细胞膜上的不同位置都受到了攻击,导致更有效的损伤。

论文目录

• 0 引 言
• 1 实 验
•   1.1 粉体制备
•   1.2 粉体表征
•   1.3 Co、Zn、NO3-离子的释放
•   1.4 抗菌实验
• 2 结果与讨论
•   2.1 抗菌实验
•   2.2 SEM和EDS分析
•   2.3 红外光谱分析
•   2.4 紫外-可见漫反射光谱分析
•   2.5 Co、Zn单掺杂及Co-Zn共掺杂TiO2纳米材料的抗菌性能
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 时代,杨合,薛向欣

关键词: 抗菌性能,二氧化钛,掺杂,共掺杂,可见光

来源: 功能材料 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 东北大学冶金学院冶金资源与环境工程研究所,沈阳职业技术学院机械工程学院

基金: 国家自然科学基金重大资助项目(51090384)

分类号: TB383.1

页码: 10133-10139

总页数: 7

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