新型复合光催化抗菌体系的设计及机制研究
发布时间：2021-04-24 04:07
我们生活的环境中存在着许多的治病细菌,它们可以通过接触、空气传播、食物等方式传播到我们的手,口腔等身体内部,导致肺炎、梅毒、霍乱和肺结核等疾病。因此开发高效的杀菌方法具有极其重要的意义。光催化技术因利用太阳光,不消耗其他能源,能耗低、操作简单、无二次污染、反应条件温和,而备受科学家们的青睐。目前研究与应用较为广泛的半导体材料主要是Ti O2,但其禁带宽度较宽,只能被紫外光激发,而紫外光只占太阳光很小的部分（少于5%）并且会对人体造成损伤,同时Ti O2较高的光生载流子的复合率也使得其量子效率非常低。如何获得可充分利用太阳光、并且载流子迁移率较高的可见光催化剂已经成为一个重要的研究领域。为此,本文拟从以下三个方面出发解决上述问题:（1）探索新型光催化剂的杀菌性能,并对其进行改性,提高光能利用率及载流子的分离效率,从而增强杀菌效率;（2）设计新型光催化-光热协同体系来提高杀菌效率,探索两者相互促进的机制;（3）设计微马达,从而促使催化剂和细菌在微观上的直接接触,既提高催化剂和细菌的碰撞效率,又可提高活性物种的产生与运输,从而提高杀菌效率。鉴于以上设想,本论文开展了如下工作:（1）碳氮低聚物...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 光催化技术概述
1.3 光催化材料研究进展
1.3.1 BiOX光催化材料
3N4 光催化材料"> 1.3.2 C3N4 光催化材料
1.4 提高光催化活性的方法
1.4.1 掺杂
1.4.2 能带工程
1.4.3 金属-半导体耦合
1.4.4 表面等离子体共振
1.4.5 混合氧化物
1.5 光催化杀菌机制
1.6 光热材料的研究现状
1.7 微马达（Micromotor）研究现状
1.8 立题依据
第2章 实验部分
2.1 试剂与原料
2.2 光催化材料的制备
xNy可见光响应的光催化材料"> 2.2.1 高温焙烧法制备CxNy可见光响应的光催化材料
2.2.2 BiOI-GO光催化剂的制备
2.2.3 C-BiOCl光催化剂的制备
2.3 光催化材料的表征
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）
2.3.2 傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）
2.3.3 扫描电镜（FESEM）
2.3.4 透射电镜（TEM）
2.3.5 紫外可见分光光度计（UV-Vis DRS）
2.3.6 热重分析（TG-DTA）
2.3.7 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.8 荧光光谱（PL）
2.3.9 元素分析仪
2.3.10 固体核磁共振波谱仪
2.3.11 光电化学测试
2.3.12 有机碳和氮含量测定（TOC）
2.3.13 研究级显微镜
2.3.14 近红外热成像仪
2.4 催化性能测试
2.4.1 碳氮低聚物可见光下杀灭大肠杆菌的性能测试
2.4.2 BiOI-GO可见光下对鲍曼不动杆菌的杀灭性能
2.4.3 C-BiOCl在可见光下光催化性能研究
2.4.4催化过程活性物种检测实验
2.4.5 C-BiOCl运动过程的记录
2.5 理论计算
2.5.1 能带计算
2.5.2 摩尔吸光系数的计算
2.5.3 光热转换效率的计算
第3章 碳氮低聚物抗菌性能的研究
3.1 前言
3.2 结果与讨论
3.2.1 XRD图谱分析
3.2.2 样品元素分析
3.2.3 红外光谱分析
3.2.4 拉曼分析
3.2.5 13 C及15N固体核磁图谱分析
3.2.6 XPS光谱分析
3.2.7 TG-MS图谱分析
3.2.8 MALDI-TOF
3.2.9 焙烧时间对聚合过程的影响
3.2.10 光催化活性分析
3.2.11 纳米棒和纳米片共存的优势
3.2.12 化学键的变化趋势
3.2.13 化学键对聚合度的影响
3.2.14 化学键对吸光能力的影响
3.2.15 化学键对载流子分离效率的影响
3.2.16 化学键对活性物种的影响
3.2.17 化学键对LUMO和 HUMO的影响
3.3 本章小结
第4章 BiOI-GO光催化-光热协同体系杀灭鲍曼不动杆菌的性能研究
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 样品广角XRD分析
4.2.2 样品形貌分析
4.2.3 FTIR分析
4.2.4 XPS分析
4.2.5 催化剂的升温曲线
4.2.6 材料的光热转换效率
4.2.7 催化剂的光热稳定性—降温速率
4.2.8 光热效应对光生载流子分离效率的影响
4.2.9 光热效应对光吸收能力的影响
4.2.10 光催化-光热协同体系的杀菌性能
4.2.11 光热效应对TOC去除率和钾离子流出的影响
4.2.12 光催化-光热协同体系抗菌机制的研究
4.3 本章小结
第5章 光催化-微马达协同体系用于高效光催化抗菌的研究
5.1 引言
5.2 结果与讨论
5.2.1 BiOCl的 XRD图谱分析
5.2.2 样品形貌分析
5.2.3 C-BiOCl样品XRD图谱分析
5.2.4 样品颜色分析
5.2.5 样品Zeta电位分析
5.2.6 催化剂与细菌的相向运动
5.2.7 水热时间对催化剂电性的影响
5.2.8 pH值对细菌活性与运动速度的影响
5.2.9 掺碳量对细菌活性与运动速度的影响
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3156643
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 光催化技术概述
1.3 光催化材料研究进展
1.3.1 BiOX光催化材料
3N4 光催化材料"> 1.3.2 C3N4 光催化材料
1.4 提高光催化活性的方法
1.4.1 掺杂
1.4.2 能带工程
1.4.3 金属-半导体耦合
1.4.4 表面等离子体共振
1.4.5 混合氧化物
1.5 光催化杀菌机制
1.6 光热材料的研究现状
1.7 微马达（Micromotor）研究现状
1.8 立题依据
第2章 实验部分
2.1 试剂与原料
2.2 光催化材料的制备
xNy可见光响应的光催化材料"> 2.2.1 高温焙烧法制备CxNy可见光响应的光催化材料
2.2.2 BiOI-GO光催化剂的制备
2.2.3 C-BiOCl光催化剂的制备
2.3 光催化材料的表征
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）
2.3.2 傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）
2.3.3 扫描电镜（FESEM）
2.3.4 透射电镜（TEM）
2.3.5 紫外可见分光光度计（UV-Vis DRS）
2.3.6 热重分析（TG-DTA）
2.3.7 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.8 荧光光谱（PL）
2.3.9 元素分析仪
2.3.10 固体核磁共振波谱仪
2.3.11 光电化学测试
2.3.12 有机碳和氮含量测定（TOC）
2.3.13 研究级显微镜
2.3.14 近红外热成像仪
2.4 催化性能测试
2.4.1 碳氮低聚物可见光下杀灭大肠杆菌的性能测试
2.4.2 BiOI-GO可见光下对鲍曼不动杆菌的杀灭性能
2.4.3 C-BiOCl在可见光下光催化性能研究
2.4.4催化过程活性物种检测实验
2.4.5 C-BiOCl运动过程的记录
2.5 理论计算
2.5.1 能带计算
2.5.2 摩尔吸光系数的计算
2.5.3 光热转换效率的计算
第3章 碳氮低聚物抗菌性能的研究
3.1 前言
3.2 结果与讨论
3.2.1 XRD图谱分析
3.2.2 样品元素分析
3.2.3 红外光谱分析
3.2.4 拉曼分析
3.2.5 13 C及15N固体核磁图谱分析
3.2.6 XPS光谱分析
3.2.7 TG-MS图谱分析
3.2.8 MALDI-TOF
3.2.9 焙烧时间对聚合过程的影响
3.2.10 光催化活性分析
3.2.11 纳米棒和纳米片共存的优势
3.2.12 化学键的变化趋势
3.2.13 化学键对聚合度的影响
3.2.14 化学键对吸光能力的影响
3.2.15 化学键对载流子分离效率的影响
3.2.16 化学键对活性物种的影响
3.2.17 化学键对LUMO和 HUMO的影响
3.3 本章小结
第4章 BiOI-GO光催化-光热协同体系杀灭鲍曼不动杆菌的性能研究
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 样品广角XRD分析
4.2.2 样品形貌分析
4.2.3 FTIR分析
4.2.4 XPS分析
4.2.5 催化剂的升温曲线
4.2.6 材料的光热转换效率
4.2.7 催化剂的光热稳定性—降温速率
4.2.8 光热效应对光生载流子分离效率的影响
4.2.9 光热效应对光吸收能力的影响
4.2.10 光催化-光热协同体系的杀菌性能
4.2.11 光热效应对TOC去除率和钾离子流出的影响
4.2.12 光催化-光热协同体系抗菌机制的研究
4.3 本章小结
第5章 光催化-微马达协同体系用于高效光催化抗菌的研究
5.1 引言
5.2 结果与讨论
5.2.1 BiOCl的 XRD图谱分析
5.2.2 样品形貌分析
5.2.3 C-BiOCl样品XRD图谱分析
5.2.4 样品颜色分析
5.2.5 样品Zeta电位分析
5.2.6 催化剂与细菌的相向运动
5.2.7 水热时间对催化剂电性的影响
5.2.8 pH值对细菌活性与运动速度的影响
5.2.9 掺碳量对细菌活性与运动速度的影响
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3156643
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3156643.html
教材专著
