銅鋅復合氧化物的制備及抗菌性能研究.pdf

1、氧化鋅是優良的抗菌劑，其抗菌作用主要是基于金屬離子的溶出和光催化效應，但光譜響應范圍窄是其應用領域受到限制的主要原因。研究表明，添加金屬離子可提高氧化鋅的光催化效果，稀土摻雜可作為優良的助催化劑，在此基礎上，本文采用超聲波輔助自蔓延溶膠-凝膠法、對氧化鋅進行銅離子和鈰離子共摻雜制備銅鋅復合氧化物（Ce-Cu/ZnO）。通過綜合熱分析（TG-DTA）、X-射線衍射分析（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、紫外-可見漫反射吸收光譜（UV-V

2、is）、光致發光（PL）等測試儀器，研究了復合材料的物相組成、微觀結構、光吸收效率等。實驗選取大腸桿菌為作用對象，通過光源、熱處理溫度、溶劑、銅含量、鈰摻雜量等對抗菌性能的影響分析，探討復合材料Ce-Cu/ZnO的抗菌機理。實驗結果表明：
　　當銅含量為5 mol％，制備的銅鋅氧化物Cu/ZnO樣品經SEM形貌觀察，顆粒呈球形，尺寸為30~50 nm，制備溶劑中醇水比為1:1時產物的粒徑最小，約為30 nm，大腸桿菌抑菌率達到95

3、.37%；當銅、鈰摻雜量分別為5 mol%和0.10 mol%、熱處理溫度為500℃、醇水比為1:1時，在波長為400~700 nm光照下，制備的Ce-Cu/ZnO復合材料大腸桿菌抑菌率提高至99.32%，同時具有良好的抗菌耐久性。
　　共摻雜使復合氧化物大腸桿菌抑菌率提高4.1%，其抗菌機理主要是銅和鈰離子的加入使氧化鋅形成了新能級，不僅降低了其光激發能量，拓寬了可見光響應范圍，同時Ce3+/Ce4+還可作為光生電子和空穴的捕獲