碳基量子点改性纳米二氧化钛在光催化降解和抗菌中的应用
发布时间：2021-04-08 19:37
城市化的快速发展使得我们生活水平显著提高的同时也造成了日益严重的环境污染问题,工业生产和人类生活所排放的废水所包含的有机污染物和致病微生物在对生态环境造成极大破坏的同时也威胁着人类的生命健康。一方面,在城市、医疗和畜牧业排放的污水中已检测到包含抗生素在内的大量药物化合物,然而由于其稳定的化学性质以及难以被生物降解使得常规的水处理工艺很难将它们完全去除。另一方面,污水中大量繁殖的致病微生物对水生生态系统和人类健康也构成了巨大的威胁。利用半导体光催化技术降解有机污染物和杀灭致病微生物成为水处理技术发展的重要方向。Ti O2作为一种典型的半导体材料,本身具有化学性质稳定、低细胞毒性、价格低廉、不会造成二次污染等的优点,被认为是污水处理中理想的光催化剂。但是由于Ti O2的禁带宽度过大（3.2e V）,其最大入射光波长仅为387 nm,只能吸收占太阳光谱4%左右的紫外光;其次,Ti O2的光生空穴与电子的复合率较高,从而导致其光催化活性较低。通过掺杂、构建异质结等方式能在一定程度上提高Ti O2的光催化活性...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
紫外光照射下TiO2光催化氧化机理图
第一章绪论7而对于属于革兰氏阳性的变形链球菌，将通过化学气相沉积法制备的TiO2薄膜用于光催化抗菌，最终导致变形链球菌的存活率仅为0.01%。使用α淀粉酶绿色合成的TiO2能够有效的吸附在细菌的表面，破坏细胞膜和细胞壁结构，在光催化抗菌测试中不仅可以杀灭属于革兰氏阳性菌的金黄色葡萄球菌，而且可以使属于革兰氏阴性菌的大肠杆菌失活[39]。图1-2革兰氏阴性菌（左）与革兰氏阳性菌（右）细胞壁组成差异图Fig.1-2ThedifferenceinthebacterialcellwallcompositionofGram-negativeandGram-positivebacteria1.4.3光催化杀灭真菌如图1-3所示，真菌是具有复杂细胞结构的真核细胞，独立而完善的细胞器（线粒体、高尔基体等）能够负责正常的细胞功能[40]。真菌拥有由多糖组成的刚性细胞壁，其复杂的结构使真菌能够在极短恶劣的条件下生存[41]。由寄生性真菌感染引起真菌性病害，是一种具有强感染性的植物病害，能够在植物之间互相传播，从而导致农作物的减产和凋亡，给农行的生产安全造成了极大的危害。Liu等人通过简便的原位沉积法制备出的TiO2/Ag3PO4复合异质结光催化剂对于植物病原性镰刀菌具有抗真菌活性[42]。在种类繁多的真菌当中，霉菌是一种菌丝发达，无较大子实体的真菌。霉菌在污染食物后会产生毒素，即霉菌毒素，致使人类在食用被霉菌污染的食物后会引发慢性中毒。同时霉菌毒素的致癌性也严重危害着人体的健康。在潮湿的木板上，涂有TiO2涂膜之后能够在光照下有效的抑制黑曲霉的生长[43]。
华南理工大学硕士学位论文8图1-3真菌细胞壁的电子显微镜照片Fig.1-3Electronmicrographoffungalcellwall1.4.4光催化杀灭病毒病毒是一种必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞生物，其个体微小，结构简单，只含有一种核酸（DNA或RNA）[44]。衣壳作为一种蛋白质外壳，不仅能够在极端恶劣的条件下为病毒提供保护，还能充当与宿主细胞结合的位点[45]。病毒附着在宿主细胞表面，通过宿主细胞表面的受体将遗传物质导入宿主细胞体内，从而实现病毒的增殖。因此病毒的这些结合位点是病毒能够进入到宿主细胞内实现感染的关键[46]。TiO2能实现光催化消毒就是通过产生ROS来破坏这些结合位点。Guillard等人将P25作为光催化剂应用于消毒过程中，最终使禽流感病毒完全灭活[47]。面对引起大规模流行性疾病的牛痘病毒和甲型流感病毒（H3N2），通过化学沉积法制备的复合材料Pt/TiO2具有光催化失活作用[48]。1.4.5光催化杀灭藻类生物藻类是一组复杂的水生生物，由于缺乏根部使它们不同于一般的植物，小到几微米大到数米长[49,50]。虽然藻类对于CO2的固定有着积极的作用，但是过度的生长导致藻类的泛滥容易造成水中的缺氧和有害毒素的富集，给海洋生物和人类带来了严重的危害，这种现象亦被称为藻类繁荣现象，被认为是水处理的主要难题之一[51-53]。Peller等人将TiO2固定在玻璃表面，在太阳光和人造紫外光的照射下，可以有效的抑制丝状藻类的生长[54]。短红藻是一种与赤潮有关的有害藻类，其产生的毒素对海洋野生动植物有严重的
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯量子点修饰氧掺杂多孔g-C3N4在光催化降解和抗菌中的应用（英文）[J]. 徐婧,黄金,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)
本文编号：3126137
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
紫外光照射下TiO2光催化氧化机理图
第一章绪论7而对于属于革兰氏阳性的变形链球菌，将通过化学气相沉积法制备的TiO2薄膜用于光催化抗菌，最终导致变形链球菌的存活率仅为0.01%。使用α淀粉酶绿色合成的TiO2能够有效的吸附在细菌的表面，破坏细胞膜和细胞壁结构，在光催化抗菌测试中不仅可以杀灭属于革兰氏阳性菌的金黄色葡萄球菌，而且可以使属于革兰氏阴性菌的大肠杆菌失活[39]。图1-2革兰氏阴性菌（左）与革兰氏阳性菌（右）细胞壁组成差异图Fig.1-2ThedifferenceinthebacterialcellwallcompositionofGram-negativeandGram-positivebacteria1.4.3光催化杀灭真菌如图1-3所示，真菌是具有复杂细胞结构的真核细胞，独立而完善的细胞器（线粒体、高尔基体等）能够负责正常的细胞功能[40]。真菌拥有由多糖组成的刚性细胞壁，其复杂的结构使真菌能够在极短恶劣的条件下生存[41]。由寄生性真菌感染引起真菌性病害，是一种具有强感染性的植物病害，能够在植物之间互相传播，从而导致农作物的减产和凋亡，给农行的生产安全造成了极大的危害。Liu等人通过简便的原位沉积法制备出的TiO2/Ag3PO4复合异质结光催化剂对于植物病原性镰刀菌具有抗真菌活性[42]。在种类繁多的真菌当中，霉菌是一种菌丝发达，无较大子实体的真菌。霉菌在污染食物后会产生毒素，即霉菌毒素，致使人类在食用被霉菌污染的食物后会引发慢性中毒。同时霉菌毒素的致癌性也严重危害着人体的健康。在潮湿的木板上，涂有TiO2涂膜之后能够在光照下有效的抑制黑曲霉的生长[43]。
华南理工大学硕士学位论文8图1-3真菌细胞壁的电子显微镜照片Fig.1-3Electronmicrographoffungalcellwall1.4.4光催化杀灭病毒病毒是一种必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞生物，其个体微小，结构简单，只含有一种核酸（DNA或RNA）[44]。衣壳作为一种蛋白质外壳，不仅能够在极端恶劣的条件下为病毒提供保护，还能充当与宿主细胞结合的位点[45]。病毒附着在宿主细胞表面，通过宿主细胞表面的受体将遗传物质导入宿主细胞体内，从而实现病毒的增殖。因此病毒的这些结合位点是病毒能够进入到宿主细胞内实现感染的关键[46]。TiO2能实现光催化消毒就是通过产生ROS来破坏这些结合位点。Guillard等人将P25作为光催化剂应用于消毒过程中，最终使禽流感病毒完全灭活[47]。面对引起大规模流行性疾病的牛痘病毒和甲型流感病毒（H3N2），通过化学沉积法制备的复合材料Pt/TiO2具有光催化失活作用[48]。1.4.5光催化杀灭藻类生物藻类是一组复杂的水生生物，由于缺乏根部使它们不同于一般的植物，小到几微米大到数米长[49,50]。虽然藻类对于CO2的固定有着积极的作用，但是过度的生长导致藻类的泛滥容易造成水中的缺氧和有害毒素的富集，给海洋生物和人类带来了严重的危害，这种现象亦被称为藻类繁荣现象，被认为是水处理的主要难题之一[51-53]。Peller等人将TiO2固定在玻璃表面，在太阳光和人造紫外光的照射下，可以有效的抑制丝状藻类的生长[54]。短红藻是一种与赤潮有关的有害藻类，其产生的毒素对海洋野生动植物有严重的
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯量子点修饰氧掺杂多孔g-C3N4在光催化降解和抗菌中的应用（英文）[J]. 徐婧,黄金,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)
本文编号：3126137
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3126137.html
教材专著
