城市化的快速發(fā)展使得我們生活水平顯著提高的同時(shí)也造成了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,工業(yè)生產(chǎn)和人類生活所排放的廢水所包含的有機(jī)污染物和致病微生物在對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大破壞的同時(shí)也威脅著人類的生命健康。一方面,在城市、醫(yī)療和畜牧業(yè)排放的污水中已檢測(cè)到包含抗生素在內(nèi)的大量藥物化合物,然而由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及難以被生物降解使得常規(guī)的水處理工藝很難將它們完全去除。另一方面,污水中大量繁殖的致病微生物對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康也構(gòu)成了巨大的威脅。利用半導(dǎo)體光催化技術(shù)降解有機(jī)污染物和殺滅致病微生物成為水處理技術(shù)發(fā)展的重要方向。Ti O₂作為一種典型的半導(dǎo)體材料,本身具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、低細(xì)胞毒性、價(jià)格低廉、不會(huì)造成二次污染等的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是污水處理中理想的光催化劑。但是由于Ti O₂的禁帶寬度過大（3.2e V）,其最大入射光波長(zhǎng)僅為387 nm,只能吸收占太陽光譜4%左右的紫外光;其次,Ti O₂的光生空穴與電子的復(fù)合率較高,從而導(dǎo)致其光催化活性較低。通過摻雜、構(gòu)建異質(zhì)結(jié)等方式能在一定程度上提高Ti O₂的光催化活性... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

紫外光照射下TiO2光催化氧化機(jī)理圖

第一章緒論7而對(duì)于屬于革蘭氏陽性的變形鏈球菌，將通過化學(xué)氣相沉積法制備的TiO2薄膜用于光催化抗菌，最終導(dǎo)致變形鏈球菌的存活率僅為0.01%。使用α淀粉酶綠色合成的TiO2能夠有效的吸附在細(xì)菌的表面，破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，在光催化抗菌測(cè)試中不僅可以殺滅屬于革蘭氏陽性菌的金黃色葡萄球菌，而且可以使屬于革蘭氏陰性菌的大腸桿菌失活[39]。圖1-2革蘭氏陰性菌（左）與革蘭氏陽性菌（右）細(xì)胞壁組成差異圖Fig.1-2ThedifferenceinthebacterialcellwallcompositionofGram-negativeandGram-positivebacteria1.4.3光催化殺滅真菌如圖1-3所示，真菌是具有復(fù)雜細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真核細(xì)胞，獨(dú)立而完善的細(xì)胞器（線粒體、高爾基體等）能夠負(fù)責(zé)正常的細(xì)胞功能[40]。真菌擁有由多糖組成的剛性細(xì)胞壁，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使真菌能夠在極短惡劣的條件下生存[41]。由寄生性真菌感染引起真菌性病害，是一種具有強(qiáng)感染性的植物病害，能夠在植物之間互相傳播，從而導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)和凋亡，給農(nóng)行的生產(chǎn)安全造成了極大的危害。Liu等人通過簡(jiǎn)便的原位沉積法制備出的TiO2/Ag3PO4復(fù)合異質(zhì)結(jié)光催化劑對(duì)于植物病原性鐮刀菌具有抗真菌活性[42]。在種類繁多的真菌當(dāng)中，霉菌是一種菌絲發(fā)達(dá)，無較大子實(shí)體的真菌。霉菌在污染食物后會(huì)產(chǎn)生毒素，即霉菌毒素，致使人類在食用被霉菌污染的食物后會(huì)引發(fā)慢性中毒。同時(shí)霉菌毒素的致癌性也嚴(yán)重危害著人體的健康。在潮濕的木板上，涂有TiO2涂膜之后能夠在光照下有效的抑制黑曲霉的生長(zhǎng)[43]。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖1-3真菌細(xì)胞壁的電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.1-3Electronmicrographoffungalcellwall1.4.4光催化殺滅病毒病毒是一種必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞生物，其個(gè)體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只含有一種核酸（DNA或RNA）[44]。衣殼作為一種蛋白質(zhì)外殼，不僅能夠在極端惡劣的條件下為病毒提供保護(hù)，還能充當(dāng)與宿主細(xì)胞結(jié)合的位點(diǎn)[45]。病毒附著在宿主細(xì)胞表面，通過宿主細(xì)胞表面的受體將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入宿主細(xì)胞體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)病毒的增殖。因此病毒的這些結(jié)合位點(diǎn)是病毒能夠進(jìn)入到宿主細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)感染的關(guān)鍵[46]。TiO2能實(shí)現(xiàn)光催化消毒就是通過產(chǎn)生ROS來破壞這些結(jié)合位點(diǎn)。Guillard等人將P25作為光催化劑應(yīng)用于消毒過程中，最終使禽流感病毒完全滅活[47]。面對(duì)引起大規(guī)模流行性疾病的牛痘病毒和甲型流感病毒（H3N2），通過化學(xué)沉積法制備的復(fù)合材料Pt/TiO2具有光催化失活作用[48]。1.4.5光催化殺滅藻類生物藻類是一組復(fù)雜的水生生物，由于缺乏根部使它們不同于一般的植物，小到幾微米大到數(shù)米長(zhǎng)[49,50]。雖然藻類對(duì)于CO2的固定有著積極的作用，但是過度的生長(zhǎng)導(dǎo)致藻類的泛濫容易造成水中的缺氧和有害毒素的富集，給海洋生物和人類帶來了嚴(yán)重的危害，這種現(xiàn)象亦被稱為藻類繁榮現(xiàn)象，被認(rèn)為是水處理的主要難題之一[51-53]。Peller等人將TiO2固定在玻璃表面，在太陽光和人造紫外光的照射下，可以有效的抑制絲狀藻類的生長(zhǎng)[54]。短紅藻是一種與赤潮有關(guān)的有害藻類，其產(chǎn)生的毒素對(duì)海洋野生動(dòng)植物有嚴(yán)重的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化石墨烯量子點(diǎn)修飾氧摻雜多孔g-C3N4在光催化降解和抗菌中的應(yīng)用（英文）[J]. 徐婧,黃金,王周平,朱永法.  Chinese Journal of Catalysis. 2020(03)
[2]Two-Dimensional Transition Metal Oxide and Chalcogenide-Based Photocatalysts[J]. Farjana Haque,Torben Daeneke,Kourosh Kalantar-zadeh,Jian Zhen Ou.  Nano-Micro Letters. 2018(02)
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