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匯精 納米二氧化鈦光觸媒的抗菌原理

放大字體  縮小字體 http://www.ruiyunsheng.cn  發(fā)布日期:2021-04-12  作者:劉濤  瀏覽次數(shù):50

 納米二氧化鈦光觸媒的抗菌原理

         劉濤

(上海匯精亞納米新材料有限公司)

(鳳陽匯精納米新材料科技有限公司)

納米二氧化鈦在光催化作用下使細(xì)菌分解而達(dá)到抗菌效果的。由于納米二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為一個(gè)滿 TiO2的價(jià)帶和一個(gè)空的導(dǎo)帶,在水和空氣的體系中,納米二氧化鈦在陽光尤其是在紫外線的照射下,當(dāng)電子能量達(dá)到或超過其帶隙能時(shí)。電子就可從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶,同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴,即生成電子、空穴對,在電場的作用下,電子與空穴發(fā)生分離,遷移到粒子表面的不同位置,發(fā)生一系列反應(yīng),吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘獲電子形成O2 ,生成的超氧化物陰離子自由基與多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)(氧化) 。同時(shí)能與細(xì)菌內(nèi)的有機(jī)物反應(yīng),生成 CO2 H2O;而空穴則將吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很強(qiáng)的氧化能力,攻擊有機(jī)物的不飽和鍵或抽取H原子產(chǎn)生新自由基,激發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),最終致使細(xì)菌分解。

TiO2 的殺菌作用在于它的量子尺寸效應(yīng),雖然鈦白粉(普通 TiO2)也有光催化作用,也能夠產(chǎn)生電子、空穴對,但其到達(dá)材料表面的時(shí)間在微秒級以上,極易發(fā)生復(fù)合,很難發(fā)揮抗菌效果,而達(dá)到納米級分散程度的TiO2,受光激發(fā)的電子、空穴從體內(nèi)遷移到表面。只需納秒、皮秒、甚至飛秒的時(shí)間,光生電子與空穴的復(fù)合則在納秒量級,能很快遷移到表面,攻擊細(xì)菌有機(jī)體,起到相應(yīng)的抗菌作用。

  在紫外線作用下,以0.1mg/cm3濃度的超細(xì)TiO2可徹底地殺死惡性海拉細(xì)胞,而且隨著超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化殺死癌細(xì)胞的效率也提高;用TiO2光催化氧化深度處理自來水,可大大減少水中的細(xì)菌數(shù),飲用后無致突變作用,達(dá)到安全飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。在涂料中添加納米二氧化鈦可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料,可應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細(xì)菌密集、易繁殖的場所,可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細(xì)菌,防止感染。因此,納米二氧化鈦能凈化空氣,具有除臭功能。

納米二氧化鈦抗菌特點(diǎn):對人體安全無毒,對皮膚無刺激性;抗菌能力強(qiáng),抗菌范圍廣;無臭味、怪味,氣味;耐水洗,儲存期長;熱穩(wěn)定性好,高溫下不變色,不分解,不揮發(fā),不變質(zhì);即時(shí)性好,納米二氧化鈦抗菌劑僅需1h就能發(fā)揮效果;納米二氧化鈦是一種永久性維持抗菌效果的抗菌劑;具有很好的安全性,可用于食品添加劑等,與皮膚接觸無不良影響。

      

 

 
 
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