【摘 要】
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近年来,由于接触环境中各种细菌病毒等微生物而造成的感染已经严重威胁人民的身体健康。因此,开发出绿色环保的防污抗菌材料具有广阔的应用前景。TiO2是一种廉价易得且具有广谱抗菌潜力的材料。研究发现金属元素的掺杂可改变TiO2材料禁带宽度,改善TiO2的光催化活性并协同金属离子本身的特性。另一方面,在蝉翼等生物体表面发现的纳米结构具有天然的抗菌功能。因此,制备具有仿生纳米结构并协同掺杂金属元素的TiO2
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近年来,由于接触环境中各种细菌病毒等微生物而造成的感染已经严重威胁人民的身体健康。因此,开发出绿色环保的防污抗菌材料具有广阔的应用前景。TiO2是一种廉价易得且具有广谱抗菌潜力的材料。研究发现金属元素的掺杂可改变TiO2材料禁带宽度,改善TiO2的光催化活性并协同金属离子本身的特性。另一方面,在蝉翼等生物体表面发现的纳米结构具有天然的抗菌功能。因此,制备具有仿生纳米结构并协同掺杂金属元素的TiO2材料,可提高其抗菌性能实现绿色环保的防污抗菌功能。本文采用一步水热法,合成了TiO2纳米阵列（F-TDNA、F-TiO2）,通过XRD、SEM、EDS水接触角测量仪表征了纳米材料的微观形貌、晶型结构、元素组成、亲疏水性发现金红石型的TiO2材料随着反应时间、钛源添加量的增加,纳米阵列直径在增加,尖端由细针状结构变为棒状结构,整体表现为亲水性。掺杂Zn元素的TiO2纳米阵列（F-TiO2/Zn）仍为亲水的金红石结构,F-TiO2/Zn 1对革兰氏细菌具有良好的抗菌效果,抗菌率大于75%。与FTO导电玻璃相比,F-TiO2/Zn 1纳米材料的表面不易被柴油污染。掺杂Cu元素的TiO2纳米阵列（F-TiO2/Cu）仍属于金红石结构,阵列的尖端宽度由粗变细,未产生明显的结晶颗粒,并且整体表现为亲水性。F-TiO2/Cu 1纳米材料对革兰氏细菌具有良好的抗菌效果,抗菌率大于92%。与FTO导电玻璃相比,F-TiO2/Cu 1具有更好的防污性能,表面不易被柴油污染,表现为超疏油性。本研究以FTO玻璃为基底材料,调节制备时间、钛源的添加量,在FTO表面获得具有均匀的TiO2纳米阵列,通过进行元素掺杂（Zn和Cu）,使得材料具有更好的协同抗菌效果和防污能力,且F-TiO2/Cu表现出更优异的抗菌防污能力。该研究为制备新型环保仿生抗菌材料提供一定的实验指导和理论支持,并为研究新型抗菌防污的新型纳米涂层材料提供了新思路。
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