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隨著科學技術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等問題。本文主要針對上述問題研究了可在各種條件下應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/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，以普通日光燈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似：光催化反應中產(chǎn)生的電子和空穴、活性氧類物質(zhì)等破壞菌體的細胞壁，細胞質(zhì)膜，并與細胞內(nèi)含物等反應，使細菌變形，細胞壁等組織結(jié)構(gòu)破裂，內(nèi)含物溢出或分解，最后導致菌體死亡。不同的是Ag/Ce/TiO2薄膜引入了銀，在反應中結(jié)合了銀的接觸反應和催化反應機理，加快了對細菌的殺滅速度。 材料經(jīng)反復使用和高溫、高壓、沖刷等處理，薄膜完整不脫落，始終有很高的殺菌率和穩(wěn)定性，有持續(xù)抗菌效果，極具實用價值和應用前景。

    doi：
    10.7666/d.y852898
    關鍵詞：
    光催化 抗菌材料 二氧化鈦 溶膠-凝膠法 薄膜材料 稀土摻雜
    作者：
    梁艷
    學位授予單位：
    東北大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    有色金屬冶金
    導師姓名：
    劉奎仁 由健
    學位年度：
    2006
    語種：
    中文
    分類號：
    TB34
    在線出版日期：
    2006年08月30日（萬方平臺首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時間）