【摘要】：根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)關(guān)于空氣質(zhì)量指南報(bào)告,室內(nèi)空氣污染物包括:氣態(tài)有機(jī)、無機(jī)化學(xué)污染物和顆粒物質(zhì),其中,最常見的室內(nèi)空氣污染物主要是由裝修材料和家具中的甲醛、苯和甲苯,以及空氣中的各種微生物。毒理學(xué)研究表明,氣態(tài)有機(jī)污染物主要通過呼吸道和皮膚進(jìn)入人體,導(dǎo)致人體呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)功能異常。因此一個(gè)清新、整潔、衛(wèi)生的室內(nèi)環(huán)境對(duì)人的身體健康尤為重要�，F(xiàn)有的空氣凈化產(chǎn)品繁多,例如活性炭、化學(xué)消醛劑(過硼酸鈉、次氯酸、過氧化氫等),存在需定期更換、易產(chǎn)生二次污染等問題。光觸媒技術(shù)作為一項(xiàng)新興的環(huán)保技術(shù),能有效分解有害氣體;我國(guó)傳統(tǒng)中草藥抗菌、抗病毒作用顯著。因此本課題利用中草藥抗菌、抗病毒及吸收分解甲醛、苯等有害氣體和納米二氧化鈦能徹底分解有害氣體為二氧化碳和水等穩(wěn)定、無毒物質(zhì)的作用,制備光觸媒與中藥組合物,以期達(dá)到有效清除室內(nèi)有害氣體,抑制細(xì)菌病毒的生長(zhǎng)傳播的目的。組方中草藥的提取工藝研究:(1)藥材配比的確定。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研,本課題選取決明子、板藍(lán)根、魚腥草、艾葉、菊花五種藥材為原料,以乙醇為溶劑,回流法制備中藥提取物。以五種藥材的用量為因素,每個(gè)因素設(shè)計(jì)四個(gè)水平,以五種藥材提取物的甲醛降解率為考察指標(biāo),設(shè)計(jì)五因素四水平正交實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示藥材篩選的最優(yōu)配比為板藍(lán)根:魚腥草:決明子:艾葉:菊花=4:4:2:4:3。(2)提取工藝的優(yōu)化。以提取時(shí)間、料液比、乙醇濃度為因素,每個(gè)因素設(shè)計(jì)三個(gè)水平,以五種藥材提取物的甲醛降解率為考察指標(biāo),設(shè)計(jì)三因素三水平正交實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,最優(yōu)提取工藝為提取時(shí)間為6 h,料液比為1:6,溶劑為80%乙醇。經(jīng)最優(yōu)提取工藝制備的中藥提取物,過濾后減壓濃縮成膏狀,冷凍干燥24 h,將冷凍干燥后的中藥提取物研磨成粉末,備用。光觸媒與中藥組合物對(duì)甲醛的消除性能研究:在空氣艙中模擬室內(nèi)甲醛環(huán)境,分別加入不同配比的光觸媒與中藥組合物。光觸媒與中藥組合物由中草藥提取物粉末與納米TiO_2以蒸餾水作為溶劑制備,根據(jù)所制備光觸媒與中藥組合物成分、用量不同,分為TiO_2組:25 mg/mL、50 mg/100mL、100 mg/100mL;中草藥提取物組:37.5 mg/mL、75mg/mL、150 mg/mL;和混合物組(TiO_2:提取物=2:3):62.5 mg/mL、125 mg/mL、25 g/mL。加入組合物后分別在0 h、1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h、9 h、10 h、11 h、12h時(shí)采集甲醛樣品。采用乙酰丙酮分光光度法測(cè)定甲醛含量,結(jié)果顯示,在12 h,中草藥提取物低、中、高劑量組甲醛降解率分別為10.47%、21.79%、27.78%,光觸媒TiO_2低、中、高劑量組甲醛降解率分別為25.85%、34.73%、43.20%,TiO_2與中草藥提取物混合低、中、高劑量組甲醛降解率分別為45.40%、49.80%、62.90%。各組數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果顯示中草藥提取物與光觸媒材料TiO_2混合后制備的光觸媒與中藥組合物對(duì)甲醛降解作用最好。對(duì)比低、中、高劑量組甲醛降解率,結(jié)果顯示組合物對(duì)甲醛的降解作用呈現(xiàn)劑量依賴型。綜上所述,TiO_2與中草藥提取物以2:3的比例混合的高劑量組(250 mg/mL)光觸媒與中藥組合物對(duì)甲醛的降解作用最好。光觸媒與中藥組合物對(duì)苯系物的消除性能研究:用活性炭采樣管進(jìn)行采樣,以二硫化碳作為解析液解析樣品,以乙酸乙酯作為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行定量,采用氣相色譜法進(jìn)測(cè)定。進(jìn)樣口溫度200℃,分流比為33.3:1;色譜柱:DB-WAX毛細(xì)管柱(60 m*0.53 mm*1.0μm);以N_2為載氣;檢測(cè)器為FID檢測(cè)器,檢測(cè)器溫度250℃,;升溫程序:初溫50℃保持5 min,以3℃/min的速度升溫至100℃,保持4 min;進(jìn)樣量:2μL。結(jié)果顯示,在12 h,提取物高劑量組對(duì)苯和甲苯的降解率分別為21.02%、20.21%,TiO_2高劑量組對(duì)苯和甲苯的降解率分別為54.43%、60.46%,混合物高劑量組對(duì)苯和甲苯的降解率分別為63.59%、74.36%�；旌衔锔邉┝拷M對(duì)苯和甲苯的降解效果最好,說明中草藥提取物和TiO_2混合后對(duì)苯和甲苯的降解起協(xié)同作用。光觸媒與中藥組合物的抑菌性能研究:采用瓊脂擴(kuò)散法對(duì)TiO_2、中草藥提取物和二者混合物的最小抑菌濃度進(jìn)行研究。結(jié)果顯示,TiO_2對(duì)金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和大腸桿菌的MIC值為100 mg/mL。對(duì)金黃色葡萄球菌和白色念珠菌中草藥提取物的MIC值為18.75 mg/mL;對(duì)大腸桿菌,中草藥提取物MIC值為37.50 mg/mL。中草藥提取物與TiO_2混合物對(duì)金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的MIC值為31.25 mg/mL,對(duì)大腸桿菌的MIC值為62.50 mg/mL,中草藥提取物和TiO_2/中草藥提取物相比,MIC值的大小取決于中草藥提取物的濃度。結(jié)果表明,中草藥提取物起主要抑菌作用。本課題對(duì)光觸媒與中藥組合物的空氣凈化作用進(jìn)行了研究,建立了穩(wěn)定可行的提取和制備工藝。光觸媒與中藥組合物能有效降解甲醛、苯和甲苯等有害氣體,對(duì)金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和大腸桿菌等也有良好的抑制作用。
【圖文】：

的生長(zhǎng)和增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Sung[98]等研究表明木犀草（HO-1）表達(dá)，抑制 NO 產(chǎn)生以及 iNOS 的表達(dá)，從而在 R炎活性。張星海[99]研究表明灌胃給予小鼠菊花提取物能抑制角叉菜膠所致小鼠足腫脹，作用機(jī)制為一方面通過抑制血產(chǎn)生抗炎作用，另一方面通過增加血液中 SOD 的含量，降低癥反應(yīng)過程血液中自由基的產(chǎn)生。謝占芳[95]研究證明菊花對(duì)桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌、白色念珠菌、桔青霉等故可以考慮利用菊花作為天然防腐劑。技術(shù)凈化空氣的機(jī)理研究和無機(jī)污染物的光降解作用機(jī)理:

圖 1-2 光催化殺菌機(jī)理示意圖[100]對(duì)細(xì)菌和真菌消毒的光催化機(jī)理：首先，外膜受到 ROS 的損害，滲透性增加并暴內(nèi)層。其次，ROS 可以輕松穿透肽聚糖層，到達(dá)細(xì)胞質(zhì)膜，并損害細(xì)胞質(zhì)膜。最后，OS 到達(dá)細(xì)胞內(nèi)部，，降解細(xì)胞內(nèi)容物，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。對(duì)病毒消毒的光催化機(jī)理：病毒具有比細(xì)菌更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，除了僅包含蛋白質(zhì)的部外，幾乎所有病毒都由衣殼（蛋白質(zhì)殼）和內(nèi)部基因組（DNA 或 RNA）組成。ROS病毒的滅活包括蛋白質(zhì)衣殼的光降解，導(dǎo)致病毒感染力下降，隨后，ROS 對(duì)基因組進(jìn)破壞，導(dǎo)致病毒死亡。5 立題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容現(xiàn)有的空氣凈化法主要包括：吸附法、降解法、植物凈化法等。吸附法主要是通過附污染物而達(dá)到凈化空氣的目的，但只能起到暫時(shí)吸附作用且產(chǎn)品需定期更換。大部
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU834.8;R285

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2694637