[發明專利]一種光催化抗菌材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111531415.8
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114011402B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 李娟;馬占強;楊瑞先;郭葳;張凱悅;許雁翀
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院;河南科技大學
• 主分類號: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;B01J35/00;A01N59/16;A01P1/00
• 代理公司: 洛陽華和知識產權代理事務所(普通合伙) 41203
• 代理人: 劉亞莉

本發明涉及一種光催化抗菌材料及其制備方法和應用，該光催化抗菌材料是由納米錐組裝的花球狀鉬酸鉍，該鉬酸鉍光催化抗菌材料由許多花狀微球組成，花狀微球的直徑為0.5?2μm，每個花狀微球由許多納米錐組成，納米錐長度為50?100nm，寬為30?60nm。本發明操作簡單、反應條件溫和，耗時短，形貌可控，制備的材料具有獨特的納米錐組裝的花球狀結構，其光催化抗菌活性高，在大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和單增李斯特菌的滅活中具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于光催化抗菌材料技術領域，具體涉及一種新型形貌結構的光催化抗菌材料及其制備方法和應用。

背景技術

光催化抗菌技術是一種新興的綠色抗菌技術，具有高效、經濟、安全、環保等優點，利用太陽光的能量，光催化材料產生的空穴、超氧自由基和羥基自由基能夠破壞細菌的細胞結構，導致細菌滅活，并可避免產生消毒副產物，具有廣闊的應用前景。光催化材料是光催化抗菌技術的核心部分，大部分經典的半導體光催化材料具有寬帶隙只能被紫外光激發，大大限制了其對太陽光的利用率。開發高效可見光響應的材料對光催化抗菌技術的發展有著至關重要的意義。

鉬酸鉍是近年來發現的新型可見光光催化材料之一，禁帶寬度為2.7eV左右，在光催化領域具有良好的發展潛力。目前鉬酸鉍作為光催化材料的應用以降解污染物為主，而其在抗菌領域方面的研究還有待進一步加強。光催化材料的性能不僅與晶體類型有關還與其形貌結構有關，因此可控合成具有不同形貌結構的光催化材料引起人們廣泛的興趣。不同制備方法和制備條件下得到的鉬酸鉍形貌各不相同，從而展現出不同的光催化性能。

溶劑熱法是制備光催化材料常用的方法之一。該方法操作簡單，能夠制備出純度高、晶型好、形狀以及大小均勻的納米微粒。光催化劑的活性與其形貌和大小密切相關，溶劑的類型、反應溫度和時間、加入的表面活性劑類型及用量等均會對溶劑熱法制備的材料形貌和大小產生重要影響。而光催化劑的形貌和大小會影響材料對光的吸收、光生載流子的分離、反應的活性位點等因素，從而影響材料的光催化抗菌效果。

大腸桿菌和金黃色葡萄球菌是常見的兩種病菌。銅綠假單胞菌原稱綠膿桿菌，在自然界分布廣泛，為土壤中存在的最為常見的細菌之一，各種水、空氣、正常人的皮膚、呼吸道和腸道都存在銅綠假單胞菌。銅綠假單胞菌是一種常見的條件致病菌，當人體因為各種各樣的原因出現免疫力下降的時候，銅綠假單胞菌可以趁虛而入，導致人體多個部位病變，比如中耳炎、肺炎、泌尿系統炎癥以及血液感染。單增李斯特菌在自然界分布非常廣泛，從土壤、糞便、水體、蔬菜、青貯飼料以及多種食品中都可以分離出來。單增李斯特菌是一種人畜共患病的病原菌，它能引起人畜的李氏菌病，感染后主要表現為敗血癥、腦膜炎和單核細胞增多。單增李斯特菌主要通過糞–口途徑感染，還可通過眼及破損皮膚、黏膜進入體內而造成感染。食品中如果存在單增李斯特菌，會對人類的安全具有危險。因此，尋求對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和單增李斯特菌具有較好滅活效果的材料具有重要意義。

目前尚未見納米錐組裝的花球狀鉬酸鉍及其在光催化抗菌領域應用的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型形貌結構的光催化抗菌材料及其制備方法和應用。所述光催化抗菌材料為納米錐組裝的花球狀鉬酸鉍，其納米錐長50-100nm，寬30-60nm，納米錐組裝成花球狀，花球直徑為0.5-2μm。本發明通過調整混合溶劑的組成和加入表面活性劑，進而控制溶劑熱過程晶體的生長，獲得納米錐組裝的花球狀鉬酸鉍，制備方法操作簡單、反應條件溫和，耗時短，形貌可控，制備的材料具有獨特的納米錐組裝的花球狀結構，其光催化抗菌活性高，在大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和單增李斯特菌的滅活中具有較好的應用前景。

本發明具體是通過以下技術方案來實現的，本發明提出的一種鉬酸鉍光催化抗菌材料，該材料由許多花狀微球組成，該花狀微球直徑為0.5-2μm，每個花狀微球由許多納米錐組成，納米錐長度為50-100nm，寬為30-60nm。