TiO2对流感病毒(H1N1)灭活作用的研究
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书山有路勤为径,学海无涯苦作舟纳米TiO2 光催化降解在灭菌、除臭、治病方面的应用经过研究认为,纳米TiO2 作为光催化剂的理论基础在于:通过量子尺寸限域造成吸收边的迁移;由散射的能级和跃迁造成光谱吸收及发射行为结构化;与半导体材料相比,量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子产率提高;纳米TiO2 所具有的量子尺寸效应使其导电和价电能级变成分立的能级,能隙变宽,导电电位变得更负,而价电电位变得更正。
这使其获得了更强的氧化还原能力,这对催化反应是十分有利的。
在人类生活的空间中,生息着各种各样的微生物,在这些微生物中有大量的致病菌,可直接使人发病,也可以使人体、牲畜代谢产物分解出各种低级脂肪酸和胺类等有臭味的挥发性化合物,加上细菌本身的分泌物和残骸腐烂挥发的气体,释放出令人厌恶的臭味。
如何杀灭空气中的有害细菌、除去恶臭,也是空气净化的一个重要任务。
由于细菌是由有机物等组成的,因此利用纳米TiO2 光催化剂,在光的作用下具有非常强的氧化能力,就可直接氧化破坏细胞壁、细胞膜或细胞内的组成成分,生成CO2、H2O,从而在短时间内杀死细菌、消除恶臭。
实验证明,纳米TiO2 的光催化作用,对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄葡萄球菌、沙门菌、牙枝菌和曲霉等都具有很强的杀灭能力。
可将其用于医院手术台和墙壁、浴缸、瓷砖及卫生间等地方。
日本已将纳米TiO2 的杀菌性能应用到餐具上,使得餐具带菌传染疾病的可能性大大减少。
纳米TiO2 抗菌、防霉的机理是:由于TiO2 电子结构所具有的特点,使其受光照时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基,攻击有机物,达到降解有机污染物的作用。
当遇到细菌时,直接攻击细菌的细胞,致使细菌细胞内的有机物降解,以此杀死细菌,并使之分解。
一般常用的杀菌剂如银、铜等能使细菌细胞失去活性,但细菌被杀死后,尸体释放出内毒素等有害的组分。
纳米TiO2 不仅能影响细菌繁殖力,而且能破坏细。
综 述 文章编号:1000-2871(2000)04-0042-06TiO2光催化抗菌材料于向阳,程继健,杜永娟(华东理工大学无机材料研究所,上海 200237)摘要:介绍了TiO2光催化材料的抗菌与杀菌原理、特点及提高其杀菌性能的方法,并对其应用前景作了简要评述。
关键词:二氧化钛;抗菌材料;光催化中图分类号:TQ171.74 文献标识码:ATiO2Photocatalytic Antibacterial MaterialsYU Xiang-yang,CH ENG Ji-jian,DU Yong-juan(Research Institute of Inorganic Material,East China Universtity ofScience&Technology,Shanghai200237,China)A bstract:This paper introduced the antibacterial and bactericidal principle,characteristicsand the methods to improve the bactericidal performance of TiO2photocatalytic materials.Their pr ospects of application were briefly revie wed.Key words:Titanium dioxide;Antibacterial materials;Photocatalysis1 前言细菌、霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大的危害,影响人们的健康,甚至危及生命,微生物还会引起各种工业材料、食品、化妆品、医药品等分解、变质、劣化、腐败,带来重大的经济损失,因此,具有杀菌和抗菌效应的商品越来越受到人们的关注。
一般而言,抑制细菌增强和发育的性能称为抗菌,杀死细菌或接近无菌状态的性能称为杀菌,具有抗菌或杀菌功能的材料通称为抗菌材料。
二氧化钛光催化杀菌性能研究及机理探索二氧化钛(TiO2)是一种具有广泛应用潜力的光催化材料,其在光催化杀菌方面的性能引起了广泛关注。
本文旨在介绍二氧化钛光催化杀菌性能的研究进展,并探索其杀菌机理。
二氧化钛光催化技术主要通过紫外光激发下的光生电荷转移过程来实现杀菌作用。
首先,紫外光激发二氧化钛表面的电子从价带跃迁到导带,形成电子-空穴对。
随后,电子从导带传输到二氧化钛表面,与溶液中的氧分子发生反应,产生具有强氧化性的·OH自由基等,从而破坏菌体的结构和生物功能,从而杀灭细菌。
许多研究表明,二氧化钛光催化杀菌性能受多个因素影响。
首先,二氧化钛的晶格结构和晶面展示了不同的光催化活性。
研究表明,以(001)晶面为主的二氧化钛呈现出更高的催化活性,这是因为该晶面具有更大的表面能和更多的活性位点。
其次,二氧化钛的晶体尺寸和形状也对光催化杀菌性能产生影响。
纳米尺寸的二氧化钛颗粒具有更大的比表面积和更好的光吸收能力,增强了光催化反应速率。
此外,改变二氧化钛的形状,如纳米线、纳米球等,也可以调控其表面反应活性,从而影响其光催化杀菌性能。
在研究二氧化钛光催化杀菌性能的过程中,研究者还发现了一些影响杀菌性能的外部因素。
其中,光照强度、溶液pH值和温度是最为常见的因素。
当光照强度增加时,光解反应速率也增加,从而提高了杀菌效果。
然而,过高的光照强度可能导致二氧化钛表面的自我复合反应,从而降低其光催化杀菌活性。
此外,溶液pH值的改变也会影响到光催化杀菌效果。
一般来说,较高的pH值有利于产生更多的·OH自由基,从而增强杀菌活性。
最后,温度的升高可以促进反应速率,但温度过高可能会破坏细菌细胞膜,从而降低光催化杀菌效果。
此外,二氧化钛的光催化杀菌机理也是研究的焦点之一。
除了通过直接的氧化反应杀菌外,也有研究发现二氧化钛光催化杀菌可以通过产生一系列的活性氧化物来实现杀菌作用。
例如,一些研究表明,二氧化钛光催化杀菌主要通过产生一氧化氮(·NO)来实现,而一氧化氮具有强氧化和杀菌作用。
[课外阅读]日本发现发现甲型H1N1流感病毒新克星
日本北海道大学3日说,该大学一个研究团队发现甲型H1N1流感病毒的新克星。
北海道大学“动物病研究防治中心”组成的这支团队负责人宫崎忠明(音译)告诉共同社记者,团队通过实验发现,与抗流感药物“达菲”相比,多糖类β-葡萄糖的黑酵母培养液和乳酸菌的混合物可以更有效提高甲流病体的存活率。
实验证明,感染甲流病毒的实验鼠在服用这种混合物后,存活率高于使用“达菲”的存活率,而且这些小白鼠体重下降等症状得到缓解。
现阶段,“达菲”和“乐感清”是治疗甲流的最主要药物,但在世界不少国家和地区已出现抗“达菲”药性病例。
按共同社说法,这项研究成果为研制全新甲流药物奠定了基础。
——文章来源网,仅供分享学习参考~ 1 ~。
纳米T iO2气相光催化有机污染物的研究综述荆门职业技术学院化学工程系 李 瑛[摘 要]纳米T iO2气相光催化是目前一种新的环境治理技术,本文综述了近年来纳米T iO2气相光催化有机污染物的研究进展,并对该技术的应用进行了展望。
[关键词]纳米T iO2 气相光催化 有机污染物 随着环境污染日益突出,空气质量问题越来越受到人们的关注。
近年来,利用半导体光催化降解空气中有机污染物的多相光催化过程已成为一种理想的环境治理技术,目前有关纳米T iO2用于气相光催化有机污染物治理的研究较多。
实验研究表明:与液相光催化过程相比,气相光催化氧化可以使用能量较低的光源,而且气相光催化氧化反应速度快、光的利用效率高、容易实现完全氧化、体积流量大、不受溶剂分子影响等特点。
对于农药、工业制造、建筑材料、消毒防腐等产生的挥发性有机物,都有较好的降解效果。
1、对各类有机污染物的气相光催化(1)链烃。
对气相链烃的T iO2光催化研究表明:从乙烷到辛烷,无论直链烷烃还是支链烷烃,在室温下都可在二氧化钛表面光催化氧化,反应中存在中间产物醛和酮,最终产物为CO2[1]。
(2)含氯有机物。
很多学者对含氯有机物气相光催化降解的反应动力学及其影响因素方面做了大量研究,其中三氯乙烯研究最多[2]。
(3)含氧有机物。
含氧有机物包括醇、醛、酮类等。
对气相丙酮的T iO2光催化时发现:在常温常压下丙酮光催化降解可获得80%的转化率;丙酮转化为CO2,无中间产物[3]。
(4)芳香族有机物。
近年来,有很多研究者对苯、甲苯、二甲苯、乙苯、间二甲苯等芳香族气相有机物的光催化降解反应产物、催化剂失活及反应途径等方面进行了研究。
T a izo Sano等[4]用负载在P t上的T iO2催化剂对挥发性有机化合物如甲苯进行了研究。
(5)含硫有机物。
对含硫有机物的光催化降解研究相对较少,其降解机理非常复杂。
V o ro ntsov等[5]对T iO2气相光催化降解二乙基硫时发现,催化剂在反应100~300min后失活。
納米二氧化钛光催化技术介绍纳米光催化采用二氧化钛(TiO2)半导体の效应,激活材料表面吸附氧和水分,产生活性氢氧自由基(OH.)和超氧阴离子自由基(O2-),从而转化为一种具有安全化学能の活性物质,起到矿化降解环境污染物和抑菌杀菌の作用。
纳米二氧化钛(TiO2)光催化利用自然光即可催化分解细菌和污染物,具有高催化活性、良好の化学稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点,且能长期有益于生态自然环境,是最具有开发前景の绿色环保催化剂之一。
无毒害の纳米TiO2催化材料,充分发挥抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化の功能,这类环保型功能材料实施方便、应用性强,能实用到生活空间の多种场合,发挥其多功能效应,成为我们生活环境中起长期净化作用の环保材料。
光催化原理- 什么是光催化光催化[Photocatalyst]是光[Photo=Light] +催化剂[catalyst]の合成词。
主要成分是二氧化钛(TiO2),二氧化钛本身无毒无害,已广泛用于食品,医药,化妆品等各种领域。
光催化在光の照射下会产生类似光合作用の光催化反应(氧化-还原反应,产生出氧化能力极强の自由氢氧基和活性氧,这些产物可杀灭细菌和分解有机污染物。
并且把有机污染物分解成无污染の水(H2O)和二氧化碳(CO2),同时它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能。
光催化在微弱の光线下也能做反应,若在紫外线の照射下,光催化の活性会加强。
近来, 光催化被誉为未来产业之一の纳米技术产品。
- 光催化反应原理TiO2当吸收光能量之后,价带中の电子就会被激发到导带,形成带负电の高活性电子e-,同时在价带上产生带正电の空穴h+。
在电场の作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面の不同位置。
热力学理论表明,分布在表面のh+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成(OH.)自由基,而OH.自由基の氧化能力是水体中存在の氧化剂中最强の,能氧化并分解各种有机污染物(甲醛、苯、TVOC等)和细菌及部分无机污染物(氨、NOX等),并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。
【关键字】进展水和废水纳米TiO2光催化消毒国外研究进展摘要:由于TiO2光催化消毒技术具有无毒,广谱性杀菌和超强灭活多种有害微生物能力的特点,光催化作用被用作替代能产生有害消毒副产物的传统消毒方法,例如氯消毒的替代技术。
本文阐述了TiO2光催化消毒技术相对其他消毒技术在水处理消毒中的优势,主要论述了TiO2光催化消毒的必要性,消毒机理以及应用模型,回顾了其在水处理中的应用历程并展望了其应用前景。
关键词:TiO2;光催化消毒;消毒机理;消毒模型中图分类号:X505 文献标识码:AResearch progress of TiO2 photocatalytic disinfectionfor water and wastewater in ForeignAbstract: Due to the superior ability of photocatalysis to inactivate a wide range of harmful microorganisms, and TiO2 photocatalysis disinfection is non-toxic, it is being examined as a viable alternative to traditional disinfection methods such as chlorination, which can produce harmful byproducts. The advantages of TiO2 photocatalysis compared to other disinfections methods was introduced in this paper, and the necessity of using TiO2 photocatalysis disinfection, disinfection mechanism and the disinfection model was mainly recommended. Finally, its applications and prospects in water and wastewater treatment was reviewed.Key words: TiO2; photocatalysis disinfection; Disinfection mechanism; Disinfection model0 引言水传播病原体对公众健康具有破坏性作用,是引起疾病的主要原因,这些传染源包括蠕虫、原生动物、真菌、细菌、立克次体族、病毒和朊病毒。
TiO2光催化原理和应用WORD格式整理一.前言在世界人口持续增加以及广泛工业化的过程中,饮用水源的污染问题日趋严重。
根据世界卫生组织的估计,地球上22%的居民日常生活中的饮用水不符合世界卫生组织建议的饮用水标准。
长期摄入不干净饮用水将会对人的身体健康造成严重危害,世界范围内每年大概有200万人由于水传播疾病死亡。
水中的污染物呈现出多样化的趋势,常见的污染物包括有毒重金属、自然毒素、药物、有机污染物等。
常规的饮用水净化技术有氯气、臭氧和紫外线消毒以及过滤、吸附、静置等,但是这些方法对新生的污物往往不是非常有效,并且可能导致二次污染。
包括我国在内世界范围内广泛应用的氯气消毒法,可能在水中生成对人类健康有害的高氯酸盐。
臭氧消毒是比较安全的消毒方法,但是所需设备昂贵;而紫外线消毒法需要能源支持,并且日常的维护都需要专业的技术人员;吸附法一般需要消耗大量的吸附剂,使用过的吸附剂一般需要额外的处理。
这些缺点限制了它们的应用范围,迫切需要发展一种高效、绿色、简单的净化水技术。
自然界中,植物、藻类和某些细菌能在太阳光的照射下,利用光合色素将二氧化碳(或硫化氧)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)。
这种光合作用是一系列复杂代谢反应的总和,是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。
光化学反应的过程与植物的光合作用很相似。
光化学反应一般可以分为直接光解和间接光解两类。
直接光解为物质吸收能量达到激发态,吸收的能量使反应物的电子在轨道间的转移,当强度够大时,可造成化学键的断裂,产生其它物质。
直接光解是光化学反应中最简单的形式,但这类反应产率一般较低。
间接光解则为反应系统中某一物质吸收光能后,再诱使另一种物质发生化学反应。
半导体在光的照射下,能将光能转化为化学能,促使化合物的合成或使化合物(有机物、无机物)分解的过程称之为半导体光催化。
半导体光催化是光化学反应的一个前沿研究领域,它能使许多通常情况下难以实现或不可能进行的反应在比较温和的条件下顺利进行。
作者: 肖俊霞;曾云浩;肖开棒;李婷婷;林斯敏;陈琳珩
作者机构: 肇庆学院环境与化学工程学院,广东肇庆526061
出版物刊名: 科技创新与应用
页码: 35-37页
年卷期: 2018年 第27期
主题词: TiO2;光催化氧化技术;农药
摘要:简述TiO2光催化反应的原理,总结TiO2光催化氧化技术在有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯类农药以及拟除虫菊酯类农药降解中的研究进展,并提出具有高效传质与传热效应的TiO2光催化反应器的开发以及系列结构相同或相近的农药的降解规律与TiO2光催化反应动力学共性探索,是TiO2光催化氧化技术在农药污染治理领域未来的主要研究方向。