納米二氧化鈦光催化抗菌材料研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，潔凈衛(wèi)生的生活環(huán)境逐漸成為人們追求的目標(biāo)。在這種形勢(shì)之下，如何有效的抑制有害細(xì)菌的生長(zhǎng)、繁殖，或徹底的殺滅有害細(xì)菌這一課題，越來越受到世人的關(guān)注。由于納米二氧化鈦具有較好的光催化活性，將其應(yīng)用于抗菌材料有著廣闊的前景，因此，近年來納米二氧化鈦光催化抗菌材料逐漸成為研究的熱點(diǎn)。本文以鈦酸丁酯為主要原料，采用溶膠－凝膠法，制備出均勻穩(wěn)定的二氧化鈦凝膠及含銀二氧化鈦凝膠，改變凝膠中銀離子的含量和凝膠的熱處理溫度，制備出

2、一系列二氧化鈦納米粉體及摻銀二氧化鈦納米粉體，并對(duì)納米粉體的光催化活性和抗菌性能進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)價(jià)。通過TG－DTA、XRD、TEM、UV－Vis等手段對(duì)二氧化鈦及摻銀二氧化鈦納米粉體進(jìn)行了表征，探討了納米二氧化鈦光催化活性和抗菌性能的影響因素。本論文還研究了二氧化鈦抗菌粉體在聚丙烯塑料中的應(yīng)用，通過向聚丙烯塑料中添加納米二氧化鈦光催化抗菌粉體制備抗菌塑料，并測(cè)試了抗菌塑料的抗菌性能。采用溶膠－凝膠法制備納米二氧化鈦，溶劑的加入量、水的加

3、入量、抑制劑的量以及水解反應(yīng)溫度等因素均對(duì)溶膠－凝膠過程有較大影響。通過對(duì)制備工藝的優(yōu)化，確定了以下工藝參數(shù)：溶劑（無水乙醇）與鈦酸丁酯的摩爾比n(C2H5OH)/n[Ti(OC4H9)4]為10～12，水與鈦酸丁酯的摩爾比n(H2O)/n[Ti(OC4H9)4]為3，抑制劑（冰乙酸）與鈦酸丁酯的摩爾比n(CH3COOH)/n[Ti(OC4H9)4]為2～2.5，水解溫度為25～30℃。在此工藝的基礎(chǔ)之上，以檸檬酸為絡(luò)合劑對(duì)銀離子進(jìn)行絡(luò)

4、合，然后將絡(luò)合銀離子加入二氧化鈦溶膠中，制得穩(wěn)定的含銀二氧化鈦凝膠。凝膠經(jīng)過真空干燥、研磨后于不同溫度下煅燒2h，得到二氧化鈦納米粉體及摻銀的二氧化鈦納米粉體。光催化降解甲基橙實(shí)驗(yàn)表明：500℃煅燒的二氧化鈦光催化活性高于400℃和600℃煅燒的二氧化鈦。摻銀二氧化鈦納米粉體的光催化活性普遍高于未摻銀納米二氧化鈦的光催化活性。銀的摻雜量有一個(gè)最佳值，在本論文的實(shí)驗(yàn)條件下?lián)姐y1mol﹪的納米二氧化鈦光催化活性最高。抗菌實(shí)驗(yàn)表明：無光照條件

5、下，未摻銀的納米二氧化鈦不具有抗菌性能，摻銀納米二氧化鈦的抗菌性能則隨著摻銀量的增加而逐漸提高，無光照條件下?lián)姐y二氧化鈦的抗菌性能緣于銀的抗菌作用。紫外光照條件下，光催化活性高的納米二氧化鈦抗菌性能相應(yīng)較好。對(duì)于摻銀納米二氧化鈦而言，銀摻雜對(duì)光催化活性有影響，摻銀量處于較低范圍時(shí)，隨著摻銀量的增加，二氧化鈦光催化活性提高，抗菌劑的抗菌性能逐漸增強(qiáng)；摻銀量超過1mol﹪之后，雖然銀的抗菌作用增強(qiáng)，但過高的摻銀量對(duì)二氧化鈦的光催化活性產(chǎn)生了