光觸媒抗菌效果的反應(yīng)機(jī)理

時(shí)間：2020-01-05作者：遼寧藍(lán)水化學(xué)品制造有限公司瀏覽：657

光觸媒二氧化鈦催化劑的抗菌效果具有其他抗菌劑沒有的特征，這也是其帶來抗菌效果的反應(yīng)特征，利用光催化反應(yīng)的抗菌效果不是單純的細(xì)菌細(xì)胞失去增殖性能的抑菌效果，而可以得到伴隨分解細(xì)胞的殺菌效果。
圖一給出了在二氧化鈦薄膜上滴下含有大腸桿菌的菌液，然后用原子力顯微鏡觀察結(jié)果，大腸桿菌為桿菌，大約有1微米*2微米大小。向其照射大概陽光強(qiáng)度的紫外線光由于二氧化鈦的光催化反應(yīng)，大約經(jīng)過90分鐘后以后，99.9%的大腸桿菌被殺滅。圖b大腸桿菌外觀沒什么變化。進(jìn)一步照射時(shí)，由于二氧化鈦光催化劑具有的強(qiáng)**物分解能力，圖c大腸桿菌的尸體被分解。就是說二氧化鈦光催化劑具有抗菌性效果的特征之一，在于不僅使菌非活性化，而且將菌作為**物分解，能同時(shí)獲得抗菌性和自潔性效果。
用大腸桿菌的存活率變化詳細(xì)調(diào)查了具有這種特征的二氧化鈦光催化劑的抗菌活性，其結(jié)果如圖二所示在涂覆了二氧化鈦薄膜的玻璃上滴下大腸桿菌的菌液，防止在暗處及沒有涂覆二氧化鈦的玻璃表面的菌液，在陽光照射下大腸桿菌的存活率基本為**。于此不同，在二氧化鈦薄膜上滴下的菌液，在光照時(shí)的存活率急劇下降，這一結(jié)果表明二氧化鈦本身沒有抗菌性，抗菌反應(yīng)是通過光催化反應(yīng)獲得的，另外同時(shí)給出了，提高初始菌濃度時(shí)的存活率變化，二者都具有同樣的存活率變化，表面反應(yīng)為兩步反應(yīng)。
也你就是說，在開始光照的反映初期和光一直照射的反應(yīng)后期菌死滅的速度常速k是不同的用于抗菌效果的評(píng)價(jià)的大腸桿菌可以分類為馬豆陰性菌，已知在馬豆陰性菌及酶等的光催化反應(yīng)殺菌中存活率的變化為一步反應(yīng)。這種反應(yīng)是不是起源于細(xì)胞表層的變化呢？我們只做了缺少細(xì)胞壁和外膜的大腸桿菌球立體進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)。
 
圖3結(jié)果表面以一步反應(yīng)進(jìn)行，可知光照射初期，死沒速度常速小的區(qū)域在大腸桿菌的細(xì)胞壁，常帶來抗菌活性的活性基為光催化反應(yīng)提供活性氧（·OH）及空穴這些活性基反應(yīng)性高，與所有的**物以接近擴(kuò)散速率的反應(yīng)速率進(jìn)行反應(yīng)。因此，這些反應(yīng)性高的活性基被細(xì)胞壁成分捕獲后就不能形成大腸桿菌生存**的細(xì)胞質(zhì)膜，不能使細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生非活性化。所以光照初期在一個(gè)死滅速度常數(shù)較小的區(qū)域，細(xì)胞壁成分捕獲了活性基，這也構(gòu)成細(xì)胞壁成分的脂多糖及肽聚糖的濃度變化得到了支持。
這些結(jié)果表明二氧化鈦薄膜的光催化反應(yīng)導(dǎo)致大腸桿菌的殺菌過程的**階段為細(xì)胞壁外膜部分分解，*二階段為細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)變化和功能破壞。這些殺菌過程可知光催化劑的抗菌活性基礎(chǔ)是二氧化鈦催化反應(yīng)的強(qiáng)氧化能力就是**物分解能力。這與其他抗菌劑不同，是導(dǎo)致抗藥性菌難以產(chǎn)生特性的原因。
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• 光觸媒——應(yīng)用光催化劑去除浮游菌

  ? 近年來各個(gè)領(lǐng)域抗菌產(chǎn)品成為話題，與一般已知的銀系殺菌劑和紫外線（254nm）相比，利用光催化反應(yīng)的抗菌效果不僅使微生物死亡，甚至連含有的毒素也能分解，因此非常引人關(guān)注。 盡管很多研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行光觸媒二氧化鈦催化劑的研究，但一旦牽扯用光催化方式的空氣凈化器產(chǎn)生接觸就會(huì)成為一個(gè)重要問題，因此作為光催化過濾器，什么樣的結(jié)構(gòu)和形狀較終能形成*的光催化反應(yīng)時(shí)關(guān)鍵。結(jié)果較終選定了具有三維網(wǎng)絡(luò)

• 光觸媒的自潔凈性

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• 光觸媒在纖維和塑料上的應(yīng)用

  ? 將光觸媒混合到纖維和塑料中，因?yàn)楣庥|媒的光催化作用，纖維和塑料將會(huì)分解。 二氧化鈦光觸媒幾乎可以分解所有的**物，可用于環(huán)境領(lǐng)域的抗菌防霉、水處理、空氣凈化、除臭、自潔等各個(gè)方面。但是將光觸媒混合到纖維和塑料中，光催化作用會(huì)使纖維和塑料產(chǎn)生分解，因此不能直接用于纖維和塑料。為了制造具有光催化性的我們開發(fā)了將二氧化鈦光觸媒催化劑表面沒有光催化活性的陶瓷材料包覆的二氧化鈦催化劑。 這種包