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隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前，TiO2光催化抗菌材料主要存在光催化材料對可見光響應(yīng)范圍小，對太陽光利用率低以及無光照條件下材料會(huì)失去抗菌效應(yīng)等問題。本文主要針對上述問題研究了可在各種條件下應(yīng)用的高效復(fù)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(fù)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(shí)驗(yàn)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(shí)間、轉(zhuǎn)速、滴定高度、燒結(jié)制度、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)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(jìn)行了表征。用紫外-可見分光光度計(jì)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(jī)理。 實(shí)驗(yàn)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?fù)诫s顯著提高了光催化材料對可見光的響應(yīng)，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(xì)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(dá)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(jī)理相類似：光催化反應(yīng)中產(chǎn)生的電子和空穴、活性氧類物質(zhì)等破壞菌體的細(xì)胞壁，細(xì)胞質(zhì)膜，并與細(xì)胞內(nèi)含物等反應(yīng)，使細(xì)菌變形，細(xì)胞壁等組織結(jié)構(gòu)破裂，內(nèi)含物溢出或分解，最后導(dǎo)致菌體死亡。不同的是Ag/Ce/TiO2薄膜引入了銀，在反應(yīng)中結(jié)合了銀的接觸反應(yīng)和催化反應(yīng)機(jī)理，加快了對細(xì)菌的殺滅速度。 材料經(jīng)反復(fù)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(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

    doi：
    10.7666/d.y852898
    關(guān)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(xué)位授予單位：
    東北大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    有色金屬冶金
    導(dǎo)師姓名：
    劉奎仁 由健
    學(xué)位年度：
    2006
    語種：
    中文
    分類號(hào)：
    TB34
    在線出版日期：
    2006年08月30日（萬方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）