[發明專利]光催化抗菌或降解有機物的方法

有效

• 申請號: 201710189392.4
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106824233B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 繆應純;徐曉林;劉開全;王寧宏
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: B01J27/135
• 分類號: B01J27/135;B01J35/02;A61L2/08;A61L2/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李佳

本發明提供了Cu₂₊₁O/Cu₂Cl(OH)₃/TiO₂光催化抗菌或降解有機物的方法。本發明解決了現有抗菌方法光譜響應范圍窄、光催化抑菌效果差、抑菌普適性差，以及有機物降解效率低等問題。該方法為：采用Cu₂₊₁O/Cu₂Cl(OH)₃/TiO₂三元復合物為光催化劑，在可見光、紫外光或紅外光照射目標細菌或有機物，從而達到抑制細菌生長和分解有機物污染物的目的；所述三元復合物是由金紅石TiO₂、赤銅礦Cu₂₊₁O和Cu₂Cl(OH)₃組成異質結結構的納米顆粒，所述納米顆粒的粒徑為80?2000nm，所述三元復合物中鈦原子與銅原子的摩爾比為65～1:1，優選65～2:1。

技術領域

本發明涉及生化技術領域，尤其是涉及光催化抗菌或降解有機物的方法。

背景技術

自20世紀英國科學家弗萊明、弗洛里和錢恩因發現抗生素-青霉素及其臨床效用而共同獲得諾貝爾獎以來，抗生素在控制人類感染性疾病方面發揮了巨大作用。到目前為止抗生素的種類繁多，數量巨大。據統計，全世界每年抗生素的消費量可達10-20萬噸，而我國是抗生素的生產和消費大國。比如我國青霉素產量幾乎占世界的70％，使用和銷售量排在前15位的藥品，其中有10種是抗生素。科技是把雙刃劍，抗生素的發明應用是醫藥領域最偉大的成就之一，但細菌耐藥現象也成為不可忽視的事實。盡管目前抗生素的檢出濃度很低，但是因其會干擾生物體內的正常代謝及生長，對生物產生毒性效應，造成生物畸變或突變，同時會誘發大量抗藥菌株和抗藥基因的產生，更為嚴重的是持久存在的抗性基因可通過基因水平轉移等機制在不同菌群間進行增殖和傳播。隨著醫藥、畜牧業和水產養殖業中長期大量的使用抗生素、甚至濫用，造成了環境中抗生素污染的加重，與之伴隨的則是抗性細菌和抗性基因的產生、傳播和擴散。2011年由攜帶抗性基因的O104:H4血清型腸出血性大腸桿菌引發的“毒黃瓜”事件，短期內蔓延到包括德國在內的9個國家，33人死亡，超過3,000人受感染。我國耐藥菌引起的醫院感染人數已占住院感染總人數的30％左右，已成為世界上細菌耐藥性最嚴重的國家之一。抗生素濫用已經成為不爭的事實，在抗生素污染不斷蔓延的條件下，會有一些新的抗性基因整合到這些移動的遺傳元件上，形成連鎖效應，從而加速了多重抗性菌株的形成和蔓延，給致病菌感染性疾病的醫治帶來了極大的挑戰，引發的生態環境和人類生命健康問題是不可估量的。每年就美國國內來說，由耐甲氧西林金黃色葡萄球菌引起的感染病而死亡的人數就遠遠超過艾滋病、帕金森癥以及殺人犯的總數。加緊研究消除環境中的抗生素抗性菌的處理方法成為當務之急。目前抗生素、抗性細菌的消除方法有厭氧/好氧污泥消化處理，人工濕地、消毒處理、膜處理、高級氧化技術和光協同雙氧水方法等。

但以上這些傳統方法存在能耗高、耗時、規模小、普適性差、抗性基因的水平轉移風險高等缺點。因此，尋找新材料和新技術廣泛消除抗性細菌十分緊迫。與此同時，隨著不可再生的傳統能源的枯竭，“節能減排”是我國當前經濟社會發展中，造福子孫后代的“重大工程”，同時也是科學研究需要解決的關鍵科學問題。如何高效利用新型清潔能源并應用于解決這一新型環境污染(抗性細菌)問題是目前的當務之急。

光催化氧化技術因其可利用可再生的太陽能激發半導體，產生光生電子和空穴對去氧化/還原有機物到H₂O、CO₂、無機離子，達到完全礦化的目的，同時具有能耗低、操作簡單，常溫常壓下即可反應且避免二次污染的特點，而備受廣泛關注。因此，近年來光催化消除細菌成為光催化技術的一個重要應用。