我們生活的環(huán)境中存在著許多的治病細菌,它們可以通過接觸、空氣傳播、食物等方式傳播到我們的手,口腔等身體內(nèi)部,導致肺炎、梅毒、霍亂和肺結(jié)核等疾病。因此開發(fā)高效的殺菌方法具有極其重要的意義。光催化技術(shù)因利用太陽光,不消耗其他能源,能耗低、操作簡單、無二次污染、反應條件溫和,而備受科學家們的青睞。目前研究與應用較為廣泛的半導體材料主要是Ti O2,但其禁帶寬度較寬,只能被紫外光激發(fā),而紫外光只占太陽光很小的部分（少于5%）并且會對人體造成損傷,同時Ti O2較高的光生載流子的復合率也使得其量子效率非常低。如何獲得可充分利用太陽光、并且載流子遷移率較高的可見光催化劑已經(jīng)成為一個重要的研究領(lǐng)域。為此,本文擬從以下三個方面出發(fā)解決上述問題:（1）探索新型光催化劑的殺菌性能,并對其進行改性,提高光能利用率及載流子的分離效率,從而增強殺菌效率;（2）設(shè)計新型光催化-光熱協(xié)同體系來提高殺菌效率,探索兩者相互促進的機制;（3）設(shè)計微馬達,從而促使催化劑和細菌在微觀上的直接接觸,既提高催化劑和細菌的碰撞效率,又可提高活性物種的產(chǎn)生與運輸,從而提高殺菌效率。鑒于以上設(shè)想,本論文開展了如下工作:（1）碳氮低聚物... 

【文章來源】：上海師范大學上海市

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 光催化技術(shù)概述
    1.3 光催化材料研究進展
        1.3.1 BiOX光催化材料
3N₄ 光催化材料">        1.3.2 C₃N₄ 光催化材料
    1.4 提高光催化活性的方法
        1.4.1 摻雜
        1.4.2 能帶工程
        1.4.3 金屬-半導體耦合
        1.4.4 表面等離子體共振
        1.4.5 混合氧化物
    1.5 光催化殺菌機制
    1.6 光熱材料的研究現(xiàn)狀
    1.7 微馬達（Micromotor）研究現(xiàn)狀
    1.8 立題依據(jù)
第2章 實驗部分
    2.1 試劑與原料
    2.2 光催化材料的制備
xN_y可見光響應的光催化材料">        2.2.1 高溫焙燒法制備C_xN_y可見光響應的光催化材料
        2.2.2 BiOI-GO光催化劑的制備
        2.2.3 C-BiOCl光催化劑的制備
    2.3 光催化材料的表征
        2.3.1 X射線衍射儀（XRD）
        2.3.2 傅立葉紅外光譜分析儀（FTIR）
        2.3.3 掃描電鏡（FESEM）
        2.3.4 透射電鏡（TEM）
        2.3.5 紫外可見分光光度計（UV-Vis DRS）
        2.3.6 熱重分析（TG-DTA）
        2.3.7 X射線光電子能譜（XPS）
        2.3.8 熒光光譜（PL）
        2.3.9 元素分析儀
        2.3.10 固體核磁共振波譜儀
        2.3.11 光電化學測試
        2.3.12 有機碳和氮含量測定（TOC）
        2.3.13 研究級顯微鏡
        2.3.14 近紅外熱成像儀
    2.4 催化性能測試
        2.4.1 碳氮低聚物可見光下殺滅大腸桿菌的性能測試
        2.4.2 BiOI-GO可見光下對鮑曼不動桿菌的殺滅性能
        2.4.3 C-BiOCl在可見光下光催化性能研究
        2.4.4催化過程活性物種檢測實驗
        2.4.5 C-BiOCl運動過程的記錄
    2.5 理論計算
        2.5.1 能帶計算
        2.5.2 摩爾吸光系數(shù)的計算
        2.5.3 光熱轉(zhuǎn)換效率的計算
第3章 碳氮低聚物抗菌性能的研究
    3.1 前言
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 XRD圖譜分析
        3.2.2 樣品元素分析
        3.2.3 紅外光譜分析
        3.2.4 拉曼分析
        3.2.5 13 C及15N固體核磁圖譜分析
        3.2.6 XPS光譜分析
        3.2.7 TG-MS圖譜分析
        3.2.8 MALDI-TOF
        3.2.9 焙燒時間對聚合過程的影響
        3.2.10 光催化活性分析
        3.2.11 納米棒和納米片共存的優(yōu)勢
        3.2.12 化學鍵的變化趨勢
        3.2.13 化學鍵對聚合度的影響
        3.2.14 化學鍵對吸光能力的影響
        3.2.15 化學鍵對載流子分離效率的影響
        3.2.16 化學鍵對活性物種的影響
        3.2.17 化學鍵對LUMO和 HUMO的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 BiOI-GO光催化-光熱協(xié)同體系殺滅鮑曼不動桿菌的性能研究
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 樣品廣角XRD分析
        4.2.2 樣品形貌分析
        4.2.3 FTIR分析
        4.2.4 XPS分析
        4.2.5 催化劑的升溫曲線
        4.2.6 材料的光熱轉(zhuǎn)換效率
        4.2.7 催化劑的光熱穩(wěn)定性—降溫速率
        4.2.8 光熱效應對光生載流子分離效率的影響
        4.2.9 光熱效應對光吸收能力的影響
        4.2.10 光催化-光熱協(xié)同體系的殺菌性能
        4.2.11 光熱效應對TOC去除率和鉀離子流出的影響
        4.2.12 光催化-光熱協(xié)同體系抗菌機制的研究
    4.3 本章小結(jié)
第5章 光催化-微馬達協(xié)同體系用于高效光催化抗菌的研究
    5.1 引言
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 BiOCl的 XRD圖譜分析
        5.2.2 樣品形貌分析
        5.2.3 C-BiOCl樣品XRD圖譜分析
        5.2.4 樣品顏色分析
        5.2.5 樣品Zeta電位分析
        5.2.6 催化劑與細菌的相向運動
        5.2.7 水熱時間對催化劑電性的影響
        5.2.8 pH值對細菌活性與運動速度的影響
        5.2.9 摻碳量對細菌活性與運動速度的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3156643