低維結(jié)構(gòu)ZnO是近年來功能材料領(lǐng)域的研究熱點,因其具有良好的生物相容性和環(huán)境安全性,基于ZnO的長效抗菌和環(huán)境凈化材料更是吸引了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。ZnO的抗菌和光催化活性與其產(chǎn)生的羥基自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（·02-）和過氧化氫（H202）等活性氧密切相關(guān),而對于其產(chǎn)生活性氧的機理和影響因素的系統(tǒng)研究還很少,這恰恰是調(diào)控其功能活性的基礎(chǔ)。本論文選擇三種不同形貌的ZnO作為研究對象,以活性氧物種與ZnO材料學因素之間的關(guān)系作為研究主線,探討了材料結(jié)構(gòu)、形貌、比表面積等對其抗菌和降解有機污染物活性的影響規(guī)律和相關(guān)機理,在此基礎(chǔ)上提出了ZnO的抗菌活性調(diào)控方法。對微／痕量活性氧的特異反應進行了對比分析,根據(jù)本研究中對檢測方法特異性、靈敏度以及可操作性等方面的要求,首先采用電子順磁共振（EPR）法對ZnO體系中產(chǎn)生的自由基類活性氧（·OH和·O2）進行了定性分析；在此基礎(chǔ)上,進一步開展了系列活性氧物種的定量檢測方法研究,建立了適用于ZnO在水懸浮體系中產(chǎn)生典型活性氧物種（·OH、·O2-和H202）的定量檢測方法,包括：基于對苯二甲酸羥基化-熒光光譜分析（TAH-F）的·O... 

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 ZnO的基本性質(zhì)及特點
    1.3 抗菌劑概述
        1.3.1 相關(guān)術(shù)語介紹
        1.3.2 抗菌劑的分類
        1.3.3 無機抗菌劑
    1.4 ZnO的抗菌活性
    1.5 光催化技術(shù)概述
        1.5.1 半導體光催化原理
        1.5.2 半導體光催化技術(shù)的應用
    1.6 ZnO降解有機污染物活性
    1.7 本論文的研究內(nèi)容
第2章 ZnO體系中活性氧物種的檢測方法
    2.1 引言
    2.2 檢測原理
        2.2.1 EPR法檢測·OH和·O_2~-原理
        2.2.2 TAH-F法檢測·OH原理
        2.2.3 NBTR-S法檢測·O_2~-原理
        2.2.4 SIM-S法檢測H_2O_2原理
    2.3 實驗部分
        2.3.1 EPR法檢測ZnO懸液中的·OH和·O_2~-
        2.3.2 TAH-F法檢測ZnO懸液中的·OH
        2.3.3 NBTR-S法檢測ZnO懸液中的·O_2~-
        2.3.4 SIM-S法檢測ZnO懸液中的H_2O_2
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 ZnO懸液中·OH和·O_2~-的定性檢測
        2.4.2 TAH-F法檢測ZnO懸液中的·OH
        2.4.3 NBTR-S法檢測ZnO懸液中的O_2~-
        2.4.4 SIM-S法檢測ZnO懸液中的H_2O_2
    2.5 本章小結(jié)
第3章 ZnO體系中活性氧產(chǎn)量研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 ZnO的表征
        3.2.3 ZnO的活性氧產(chǎn)量檢測
    3.3 ZnO的形貌與結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 比表面積
        3.3.2 微觀形貌
        3.4.3 晶體結(jié)構(gòu)
        3.4.4 能級結(jié)構(gòu)
        3.4.5 表層氧空位
    3.4 氧空位濃度的熱力學解釋
    3.5 ZnO的活性氧產(chǎn)量
        3.5.1 三種ZnO在模擬目光下產(chǎn)生的·OH
        3.5.2 三種ZnO在模擬日光下產(chǎn)生的·O_2
        3.5.3 三種ZnO在模擬日光下產(chǎn)生的H_2O_2
        3.5.4 三種ZnO在無光條件下產(chǎn)生的H_2O_2
    3.6 分析與討論
        3.6.1 光照條件對ZnO產(chǎn)生活性氧的影響
        3.6.2 材料學因素對ZnO在光催化下產(chǎn)生·OH和·O2~-的影響
        3.6.3 材料學因素對ZnO在無光下產(chǎn)生H_2O_2的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 ZnO抗菌活性及機理研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 抗菌活性檢測
        4.2.2 ZnO溶出Zn~(2+)濃度的檢測
        4.2.3 實驗環(huán)境中的O_2在ZnO產(chǎn)生H_2O_2過程中的作用
        4.2.4 ZnO表層氧空位的調(diào)控
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 ZnO的抗菌活性
        4.3.2 ZnO的抗菌機理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 ZnO降解有機污染物活性研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 降解甲基橙活性的檢測
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 不同光照條件下降解甲基橙的活性
        5.3.2 不同形貌ZnO降解甲基橙的活性
        5.3.3 ZnO降解甲基橙機理分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 Cu沉積調(diào)控ZnO抗菌及降解有機污染物活性研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗原料和試劑
        6.2.2 n-Cu/ZnO的制備
        6.2.3 n-Cu/ZnO的表征
        6.2.4 n-Cu/ZnO產(chǎn)生活性氧的檢測
        6.2.5 n-Cu/ZnO的抗菌性能檢測
        6.2.6 n-Cu/ZnO溶出Cu~(2+)的濃度及其抗菌效果
        6.2.7 n-Cu/ZnO降解有機物污染物活性檢測
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 n-Cu/ZnO的表征
        6.3.2 n-Cu/ZnO產(chǎn)生的活性氧
        6.3.3 n-Cu/ZnO的抗菌性能
        6.3.4 n-Cu/ZnO降解甲基橙活性
    6.4 本章小結(jié)
第7章 Cu摻雜調(diào)控ZnO抗菌及降解有機污染物活性研究
    7.1 引言
    7.2 實驗部分
        7.2.1 Cu~(2+)-ZnO的制備
        7.2.2 Cu~(2+)-ZnO的表征
        7.2.3 Cu~(2+)-ZnO產(chǎn)生活性氧的檢測
        7.2.4 Cu~(2+)-ZnO的抗菌活性檢測
        7.2.5 Cu~(2+)-ZnO降解有機物污染物活性檢測
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 Cu~(2+)-ZnO的表征
        7.3.2 Cu~(2+)-ZnO產(chǎn)生的活性氧
        7.3.3 Cu~(2+)-ZnO的抗菌性能
        7.3.4 Cu~(2+)-ZnO降解甲基橙活性
    7.4 本章小結(jié)
第8章 抗菌復合材料研究
    8.1 引言
    8.2 實驗部分
        8.2.1 原料
        8.2.2 復合材料的制備與表征
        8.2.3 復合材料的抗菌性能檢測
    8.3 結(jié)果與討論
        8.3.1 復合材料的微觀形貌
        8.3.2 復合材料的抗菌性能
    8.4 本章小結(jié)
第9章 總結(jié)與展望
    9.1 全文結(jié)論
    9.2 創(chuàng)新點
    9.3 工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3646951