【摘要】：近年來由致病菌引起的飲用水安全事件已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注,針對此類安全問題,眾多研究學者探索出各種應對方法,其中半導體光催化殺菌得到眾多研究學者青睞,這是一種新興殺菌技術(shù),它以太陽光為驅(qū)動力,是以種高效、廣譜、持久、不易產(chǎn)生耐藥性和無二次污染的綠色環(huán)保殺菌技術(shù)。典型催化劑TiO_2,因其毒性低、活性高、價廉量豐、穩(wěn)定性好等優(yōu)點而被廣為關(guān)注。但是寬禁帶(只能經(jīng)由紫外光激發(fā))及低太陽光利用率又限制其大規(guī)模實際應用。為此,本文擬從以下三個方面出發(fā)解決上述問題:(1)開發(fā)新型可見光催化材料制備工藝,對純CoO進行修飾改性,提高太陽光利用率,并將該材料應用于醫(yī)院高致病細菌環(huán)境的凈化,以替代傳統(tǒng)抗菌藥物;(2)設(shè)計納米網(wǎng)狀光催化材料,利用材料自身的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于對細菌的捕獲,從而增加催化劑與細菌的接觸時間,有利于材料光催化抗菌活性的提升;(3)設(shè)計棒狀低聚碳氮聚合物光催化抗菌材料,基于材料自身的穩(wěn)定性及高效的殺菌活性系統(tǒng)研究其光催化抗菌機制。鑒于以上設(shè)想,本論文開展了如下工作:(1)超臨界醇熱及光還原法制備Ag/CoO-N可見光催化抗菌材料的研究以硝酸鈷為鈷源,氨水為氮源,采用超臨界醇熱法合成了CoO-N材料。在此基礎(chǔ)上,以硝酸銀為銀源,甲醇作為犧牲劑,用可見光還原方法合成了Ag/CoO-N復合型可見光催化劑。借助XRD、SEM、XPS等表征手段對催化劑的物理化學性質(zhì)進行了相關(guān)表征,結(jié)果表明該催化材料具有較高結(jié)晶度、較小粒徑、較大的比表面積及完好的介孔結(jié)構(gòu)。并將該材料運用于可見光下光催化殺滅鮑曼不動桿菌,表現(xiàn)出優(yōu)異的活性。借助SEM、ICP、TOC等表征手段對抗菌過程進行了研究,考察了細菌的自溶和自我修復現(xiàn)象。(2)納米網(wǎng)狀g-C_3N_4可見光催化材料的抗菌性能研究雖然目前所開發(fā)的光催化劑在可見光波段表現(xiàn)出較好的殺菌能力,但是催化劑對細菌的接觸是隨機且短暫的,不能有效地捕獲細菌,為此本論文設(shè)計并制備了納米網(wǎng)狀g-C_3N_4可見光催化材料。這種催化劑由于自身網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)可以有效地對細菌進行捕獲,增加材料與細菌的接觸時間,提高材料的光催化活性,借助XRD、TEM、XPS等表征手段對催化劑的物理化學性質(zhì)進行了相關(guān)表征,借助FESEM、ICP、Zeta電位等表征手段對抗菌過程進行了研究,該光催化材料在殺滅大腸桿菌的過程中表現(xiàn)出了優(yōu)異的活性,并考察了細菌被材料捕獲的過程。(3)棒狀碳氮低聚物的制備及其可見光催化抗菌性能的研究目前的研究發(fā)現(xiàn)低聚狀態(tài)下的碳氮低聚物相比于納米網(wǎng)狀g-C_3N_4可見光催化材料具有更好的光催化活性。而對于細菌來說,棒狀結(jié)構(gòu)有利于材料暴露出更多的活性位,并錨定細菌,有利于提高光催化活性。為此本論文設(shè)計并制備了棒狀三聚胺低聚縮聚物,借助XRD、SEM、TEM等表征手段對催化劑的物理化學性質(zhì)進行了相關(guān)表征,同時也考察了其在可見光條件下的殺菌性能。
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R123.6;O643.36

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