城市化的快速發(fā)展使得我們生活水平顯著提高的同時也造成了日益嚴重的環(huán)境污染問題,工業(yè)生產和人類生活所排放的廢水所包含的有機污染物和致病微生物在對生態(tài)環(huán)境造成極大破壞的同時也威脅著人類的生命健康。一方面,在城市、醫(yī)療和畜牧業(yè)排放的污水中已檢測到包含抗生素在內的大量藥物化合物,然而由于其穩(wěn)定的化學性質以及難以被生物降解使得常規(guī)的水處理工藝很難將它們完全去除。另一方面,污水中大量繁殖的致病微生物對水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康也構成了巨大的威脅。利用半導體光催化技術降解有機污染物和殺滅致病微生物成為水處理技術發(fā)展的重要方向。Ti O₂作為一種典型的半導體材料,本身具有化學性質穩(wěn)定、低細胞毒性、價格低廉、不會造成二次污染等的優(yōu)點,被認為是污水處理中理想的光催化劑。但是由于Ti O₂的禁帶寬度過大（3.2e V）,其最大入射光波長僅為387 nm,只能吸收占太陽光譜4%左右的紫外光;其次,Ti O₂的光生空穴與電子的復合率較高,從而導致其光催化活性較低。通過摻雜、構建異質結等方式能在一定程度上提高Ti O₂的光催化活性... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

紫外光照射下TiO2光催化氧化機理圖

第一章緒論7而對于屬于革蘭氏陽性的變形鏈球菌，將通過化學氣相沉積法制備的TiO2薄膜用于光催化抗菌，最終導致變形鏈球菌的存活率僅為0.01%。使用α淀粉酶綠色合成的TiO2能夠有效的吸附在細菌的表面，破壞細胞膜和細胞壁結構，在光催化抗菌測試中不僅可以殺滅屬于革蘭氏陽性菌的金黃色葡萄球菌，而且可以使屬于革蘭氏陰性菌的大腸桿菌失活[39]。圖1-2革蘭氏陰性菌（左）與革蘭氏陽性菌（右）細胞壁組成差異圖Fig.1-2ThedifferenceinthebacterialcellwallcompositionofGram-negativeandGram-positivebacteria1.4.3光催化殺滅真菌如圖1-3所示，真菌是具有復雜細胞結構的真核細胞，獨立而完善的細胞器（線粒體、高爾基體等）能夠負責正常的細胞功能[40]。真菌擁有由多糖組成的剛性細胞壁，其復雜的結構使真菌能夠在極短惡劣的條件下生存[41]。由寄生性真菌感染引起真菌性病害，是一種具有強感染性的植物病害，能夠在植物之間互相傳播，從而導致農作物的減產和凋亡，給農行的生產安全造成了極大的危害。Liu等人通過簡便的原位沉積法制備出的TiO2/Ag3PO4復合異質結光催化劑對于植物病原性鐮刀菌具有抗真菌活性[42]。在種類繁多的真菌當中，霉菌是一種菌絲發(fā)達，無較大子實體的真菌。霉菌在污染食物后會產生毒素，即霉菌毒素，致使人類在食用被霉菌污染的食物后會引發(fā)慢性中毒。同時霉菌毒素的致癌性也嚴重危害著人體的健康。在潮濕的木板上，涂有TiO2涂膜之后能夠在光照下有效的抑制黑曲霉的生長[43]。

華南理工大學碩士學位論文8圖1-3真菌細胞壁的電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.1-3Electronmicrographoffungalcellwall1.4.4光催化殺滅病毒病毒是一種必須在活細胞內寄生并以復制方式增殖的非細胞生物，其個體微小，結構簡單，只含有一種核酸（DNA或RNA）[44]。衣殼作為一種蛋白質外殼，不僅能夠在極端惡劣的條件下為病毒提供保護，還能充當與宿主細胞結合的位點[45]。病毒附著在宿主細胞表面，通過宿主細胞表面的受體將遺傳物質導入宿主細胞體內，從而實現(xiàn)病毒的增殖。因此病毒的這些結合位點是病毒能夠進入到宿主細胞內實現(xiàn)感染的關鍵[46]。TiO2能實現(xiàn)光催化消毒就是通過產生ROS來破壞這些結合位點。Guillard等人將P25作為光催化劑應用于消毒過程中，最終使禽流感病毒完全滅活[47]。面對引起大規(guī)模流行性疾病的牛痘病毒和甲型流感病毒（H3N2），通過化學沉積法制備的復合材料Pt/TiO2具有光催化失活作用[48]。1.4.5光催化殺滅藻類生物藻類是一組復雜的水生生物，由于缺乏根部使它們不同于一般的植物，小到幾微米大到數(shù)米長[49,50]。雖然藻類對于CO2的固定有著積極的作用，但是過度的生長導致藻類的泛濫容易造成水中的缺氧和有害毒素的富集，給海洋生物和人類帶來了嚴重的危害，這種現(xiàn)象亦被稱為藻類繁榮現(xiàn)象，被認為是水處理的主要難題之一[51-53]。Peller等人將TiO2固定在玻璃表面，在太陽光和人造紫外光的照射下，可以有效的抑制絲狀藻類的生長[54]。短紅藻是一種與赤潮有關的有害藻類，其產生的毒素對海洋野生動植物有嚴重的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]氧化石墨烯量子點修飾氧摻雜多孔g-C3N4在光催化降解和抗菌中的應用（英文）[J]. 徐婧,黃金,王周平,朱永法.  Chinese Journal of Catalysis. 2020(03)
[2]Two-Dimensional Transition Metal Oxide and Chalcogenide-Based Photocatalysts[J]. Farjana Haque,Torben Daeneke,Kourosh Kalantar-zadeh,Jian Zhen Ou.  Nano-Micro Letters. 2018(02)
[3]Meaningful comparison of photocatalytic properties of {001} and {101} faceted anatase TiO2 nanocrystals[J]. Yang Lu,Yipeng Zang,Haimin Zhang,Yunxia Zhang,Guozhong Wang,Huijun Zhao.  Science Bulletin. 2016(13)



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