本文關(guān)鍵詞：金屬摻雜納米二氧化鈦抗菌微粉的制備及其抗菌性能研究

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【摘要】：目前,防治病原微生物病害的主要方法是采用化學(xué)殺菌劑,殺菌效果較好,但是殘留物不但對(duì)農(nóng)作物本身造成污染,而且會(huì)對(duì)水源,土壤,大氣等周圍環(huán)境造成污染,光催化劑由于活性高,無(wú)毒,廉價(jià),無(wú)污染等特點(diǎn)而成為最有前途的殺菌劑之一,將有效的克服這一弊端。目前二氧化鈦的制備、光催化降解、光催化抗菌等各方面的研究已成為熱潮。本文采用水熱合成法,摻雜金屬離子銅、鐵、鋅改性,考察不同金屬離子摻雜改性納米TiO_2光催化活性、抑菌性能以及長(zhǎng)效性、穩(wěn)定性。(1)分別用冷凍干燥和高溫煅燒兩種干燥工藝,制備純TiO_2,銅、鐵、鋅、摻雜改性納米TiO_2微粉,微粉金屬離子摩爾含量分別為0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1.6%。(2)對(duì)部分納米二氧化鈦微粉進(jìn)行XRD和TEM表征,XRD數(shù)據(jù)表明,冷凍干燥處理和高溫干燥處理并未完全改變納米TiO_2的晶體結(jié)構(gòu)。金屬摻雜納米TiO_2微粉為銳鈦礦型,金屬離子多附著在TiO_2顆粒表面。(3)光催化活性研究試驗(yàn)結(jié)果表明,納米TiO_2微粉在光照下光催化活性大于在紫外光照。金屬摻雜納米TiO_2微粉的光催化活性隨著金屬離子加入量的增大先升高后降低。在紫外光下和自然光照下金屬離子摻雜量為0.4%的樣品具有最大光催化活性,不同金屬離子摻雜光催化活性強(qiáng)弱為:摻鋅摻銅d{鐵。其中摻鋅0.4%冷凍處理試樣在光照20 min對(duì)亞甲藍(lán)的降解率可達(dá)97.15%。(4)抑菌性能研究表明,暗光下試樣起到抑菌作用的主要是金屬離子毒性,總體表現(xiàn)為隨金屬離子摻雜量增大,抑菌性能提高。不同金屬離子摻雜抑菌性能表現(xiàn)為:摻銅摻鋅摻鐵。在紫外光下和自然光下,各金屬離子摻雜納米TiO_2微粉的抑菌性能顯著升高,結(jié)果表明光催化反應(yīng)是起到抑菌作用的主要原因。光催化抑菌效果較好的試樣分別為:摻銅0.2%、摻鋅0.4%、d{鐵0.8%冷凍干燥處理的納米TiO_2微粉。(5)定量抑菌試驗(yàn)表明,摻鋅0.4%冷凍處理納米TiO_2d{鐵0.8%冷凍處理納米TiO_2摻銅0.2%納米TiO_2。二氧化鈦微粉對(duì)表皮葡萄球菌的抑菌率高于對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率。摻鋅0.4%冷凍處理納米TiO_2微粉在紫外光照下,反應(yīng)濃度為8 mg,光照60 min,對(duì)表皮葡萄球菌抑菌率達(dá)到96.37%,金黃色葡萄球菌抑菌率為92.84%,光照時(shí)間為80 min,對(duì)表皮葡萄球菌抑菌率可達(dá)100%。(6)長(zhǎng)效性試驗(yàn)結(jié)果表明,水浸24 h后金屬摻雜納米TiO_2微粉抑菌性能有所降低,穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)曝曬三種試樣對(duì)表葡、金葡的抑菌率均有所降低,但幅度不大,說(shuō)明三種金屬摻雜納米TiO_2微粉試樣長(zhǎng)效性和穩(wěn)定性均不是很好。
【關(guān)鍵詞】：金屬摻雜 納米二氧化鈦 抗菌微粉 光催化 抗菌性能
【學(xué)位授予單位】：塔里木大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ134.11;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-27
• 1.1 微生物及抗菌的概念12-13
• 1.1.1 微生物的基本概念及其危害12
• 1.1.2 抗菌的基本定義12-13
• 1.2 抗菌材料的分類、特點(diǎn)及作用機(jī)理13-16
• 1.2.1 天然抗菌劑14
• 1.2.2 有機(jī)抗菌材料14
• 1.2.3 無(wú)機(jī)抗菌劑14-15
• 1.2.4 金屬離子負(fù)載型抗菌劑15-16
• 1.2.5 光催化型無(wú)機(jī)抗菌劑16
• 1.3 二氧化鈦抗菌材料研究進(jìn)展16-20
• 1.3.1 二氧化鈦制備方法17-18
• 1.3.2 二氧化鈦晶型結(jié)構(gòu)18-19
• 1.3.3 二氧化鈦光催化特點(diǎn)19-20
• 1.4 二氧化鈦在抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用20-22
• 1.4.1 抗菌陶瓷20
• 1.4.2 抗菌金屬制品20-21
• 1.4.3 抗菌玻璃21
• 1.4.4 抗菌涂料21
• 1.4.5 抗菌塑料21
• 1.4.6 抗菌纖維21-22
• 1.5 納米二氧化鈦的摻雜改性研究22-24
• 1.5.1 二氧化鈦光催化技術(shù)存在的問(wèn)題22
• 1.5.2 金屬離子摻雜改性22
• 1.5.3 貴金屬沉積摻雜改性22-23
• 1.5.4 復(fù)合半導(dǎo)體改性23
• 1.5.5 非金屬摻雜改性23
• 1.5.6 表面光敏化改性23-24
• 1.5.7 雙元素?fù)诫s改性24
• 1.6 本論文研究的意義與內(nèi)容24-27
• 1.6.1 研究意義24-25
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.6.3 技術(shù)路線26-27
• 第二章 金屬摻雜納米二氧化鈦抗菌微粉的制備與表征27-36
• 2.1 試驗(yàn)的準(zhǔn)備27-29
• 2.1.1 試劑27
• 2.1.2 試驗(yàn)儀器27-28
• 2.1.3 樣品的制備28-29
• 2.2 納米二氧化鈦XRD、TEM分析29
• 2.2.1 XRD分析29
• 2.2.2 TEM分析29
• 2.3 結(jié)果及分析29-34
• 2.3.1 Cu＆TiO_2XRD分析29-31
• 2.3.2 Cu＆TiO_2TEM分析31-32
• 2.3.3 Fe＆TiO_2 XRD分析32-33
• 2.3.4 Fe＆TiO_2TEM分析33
• 2.3.5 Zn＆TiO_2XRD分析33-34
• 2.3.6 Zn＆TiO_2TEM分析34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 抗菌微粉的光催化活性研究36-42
• 3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備36-37
• 3.1.1 試驗(yàn)材材料及試劑36
• 3.1.2 試驗(yàn)儀器36
• 3.1.3 試驗(yàn)方法36-37
• 3.2 結(jié)果與分析37-41
• 3.2.1 亞甲藍(lán)最大吸收波長(zhǎng)及濃度-吸光度值標(biāo)準(zhǔn)曲線37-38
• 3.2.2 Cu＆TiO_2抗菌微粉光催化活性38-39
• 3.2.3 Fe＆TiO_2微粉光催化活性39-40
• 3.2.4 Zn＆TiO_2微粉光催化活性40
• 3.2.5 不同金屬摻雜TiO_2微粉光催化效果40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 抗菌微粉的抗菌性能研究42-54
• 4.1 菌種的培養(yǎng)和保存42
• 4.2 菌濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線42-43
• 4.2.1 細(xì)菌生長(zhǎng)曲線測(cè)定42-43
• 4.2.2 細(xì)菌菌懸液濃度-吸光度值標(biāo)準(zhǔn)曲線43
• 4.3 抗菌微粉抑菌試驗(yàn)43-44
• 4.3.1 試驗(yàn)材料與試劑43-44
• 4.3.2 試驗(yàn)儀器44
• 4.3.3 試驗(yàn)方法44
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果44-52
• 4.4.1 細(xì)菌生長(zhǎng)曲線44-45
• 4.4.2 菌濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線45
• 4.4.3 Cu＆TiO_2抗菌微粉抗菌性能45-48
• 4.4.4 Fe＆TiO_2微粉抗菌性能48-49
• 4.4.5 Zn＆TiO_2微粉抗菌性能49-51
• 4.4.6 不同金屬離子摻雜改性抑菌性能51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 金屬摻雜納米TiO_2微粉光催化定量抑菌試驗(yàn)54-60
• 5.1 試驗(yàn)材料與試劑54
• 5.1.1 試驗(yàn)材料與試劑54
• 5.1.2 試驗(yàn)儀器54
• 5.2 試驗(yàn)方法54-56
• 5.2.1 二氧化鈦對(duì)不同菌的光催化定量抑菌實(shí)驗(yàn)55
• 5.2.2 TiO_2微粉濃度梯度的光催化定量抑菌實(shí)驗(yàn)55
• 5.2.3 不同光照時(shí)間的光催化定量抑菌試驗(yàn)55
• 5.2.4 金屬摻雜納米TiO_2長(zhǎng)效性和光穩(wěn)定性檢驗(yàn)55-56
• 5.3 結(jié)果與分析56-59
• 5.3.1 TiO_2微粉對(duì)不同菌的光催化定量抑菌實(shí)驗(yàn)56
• 5.3.2 TiO_2微粉濃度梯度的光催化定量抑菌實(shí)驗(yàn)56-57
• 5.3.3 光照時(shí)間對(duì)抑菌率的影響57-58
• 5.3.4 金屬摻雜納米TiO_2長(zhǎng)效性和光穩(wěn)定性檢驗(yàn)58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 金屬摻雜TiO_2微粉的抑菌機(jī)理初探60-69
• 6.1 材料、試劑和儀器60-61
• 6.1.1 試劑與材料60
• 6.1.2 主要儀器設(shè)備60-61
• 6.2 試驗(yàn)方法61-64
• 6.2.1 供試菌種61
• 6.2.2 培養(yǎng)基61
• 6.2.3 樣品對(duì)菌絲細(xì)胞膜功能性的影響61-64
• 6.3 結(jié)果及分析64-68
• 6.3.1 材料對(duì)細(xì)胞膜通透性影響64
• 6.3.2 材料對(duì)細(xì)胞膜完整性影響64-67
• 6.3.3 納米材料對(duì)細(xì)菌磷代謝的影響67-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 第七章 主要結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 作者簡(jiǎn)介75

【相似文獻(xiàn)】

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