【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化抗菌材料，具體涉及一種二氧化鈦基可見光催化抗菌劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、由于耐藥性和超級細菌的蓬勃發展，在全身治療過程中濫用或過度使用抗生素導致了全球抗生素危機。然而，開發抗生素通常需要很長時間。近年來，光催化抗菌劑由于具有快速高效的殺菌效果，無耐藥性和副作用，它們正在成為抗生素最有希望的替代品之一，用于處理由某些病原體引起的細菌性疾病和水污染。光催化在抗菌領域具有得天獨厚的優勢，其可控性發揮著不可替代的作用。
2、二氧化鈦(tio2)是一種應用廣泛的無機納米材料，由于其具有低成本、高化學穩定性、光催化性和生物相容性等特點，在環境和能源領域引起了極大的關注。同時，tio2紫外線屏蔽性強，有一定的化學和機械耐久性，紫外條件下抗菌活性強。但是，tio2的禁帶寬度較寬(3.2ev)，其吸收光譜的截止吸收波長僅為387.5nm，即tio2只能吸收和利用波長較短的紫外光成分，而這一部分僅占太陽光譜的小部分(<5％)，導致tio2對太陽光的利用率較低，另外，光生電子和空穴在遷移的過程中極易發生復合，會降低其光催化效率。這兩方面問題嚴重制約著tio2在光催化領域的應用。因此，很多研究人員嘗試通過離子摻雜、貴金屬沉積、表面光敏化、構建異質結以及增加表面積等各種手段，對tio2進行改性，優化其光催化性能。但大多數的改性方法需要在高溫高壓、多種化學試劑參與下進行，并且價格較昂貴，這些缺陷限制了這些改性方法的應用。因此，仍需尋求一種環保安全、簡單操作以及價格低廉的改性手段。
1、本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種綠色簡單、可改善tio2的光響應波長范圍、降低二氧化鈦的寬帶隙、抑制電子與空穴的復合、有效提高光催化抗菌性能的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑及其制備方法和應用。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案。
3、一種二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)將單寧酸與二氧化鈦加入乙醇溶液中持續攪拌，直至得到均質的溶膠溶液；
5、(2)將步驟(1)所得溶膠溶液中加堿調節ph值至11～11.7，在室溫、避光條件下攪拌反應，將反應后所得產物進行離心，收集沉淀，經洗滌、凍干，得到二氧化鈦基可見光催化抗菌劑。
6、上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，優選的，步驟(1)中，所述單寧酸與二氧化鈦的質量比為1∶2～2.5。
7、上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，優選的，步驟(1)中，所述二氧化鈦為銳鈦型二氧化鈦，所述二氧化鈦的平均粒徑為25nm～30nm。
8、上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，優選的，步驟(1)中，所述單寧酸與乙醇溶液的質量體積比為2g～2.2g∶100ml，所述乙醇溶液的體積分數為70％～75％；所述攪拌在室溫下進行，所述攪拌的轉速為800rpm～1000rpm，所述室溫為15℃～35℃。
9、上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，優選的，步驟(2)中，所述堿采用氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量分數為2％～4％，所述攪拌反應的時間為30h～32h，所述室溫為15℃～35℃。
10、上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，優選的，步驟(2)中，所述洗滌為采用水和無水乙醇交替洗滌，所述交替洗滌的次數為3次～5次，所述凍干的溫度為-50℃～-60℃，所述凍干的時間為36h～48h。
11、作為一個總的技術構思，本專利技術還提供了一種上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法制得的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑。
12、上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑，優選的，所述二氧化鈦基可見光催化抗菌劑為球狀納米結構，粒徑為625nm～660nm。
13、作為一個總的技術構思，本專利技術還提供了一種上述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑在可見光催化抗菌領域中的應用。
14、上述的應用，優選的，所述二氧化鈦基可見光催化抗菌劑作為革蘭氏陽性菌的抑菌劑或革蘭氏陰性菌的抑菌劑應用于可見光催化抗菌領域。
15、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
16、(1)本專利技術的方法采用簡單的自組裝合成了二氧化鈦-聚單寧酸雜化粒子，單寧酸首先被氧化成低聚物，然后在堿性條件下低聚物可以進行自組裝，在二氧化鈦納米粒子表面形成聚單寧酸。在聚單寧酸與二氧化鈦之間的強配位鍵作用下合成了二氧化鈦基可見光催化抗菌劑，即二氧化鈦-聚單寧酸有機-無機雜化粒子，簡稱二氧化鈦-聚單寧酸雜化粒子，二氧化鈦-聚單寧酸雜化粒子的可見光催化抗菌性能優于未摻雜的二氧化鈦。本專利技術制備的材料摻雜聚單寧酸可有效改善二氧化鈦的光響應波長范圍并且降低二氧化鈦的寬帶隙，在可見光照射的條件下就具有光催化效果，并具有較強的抗菌性能。同時聚單寧酸的摻雜可阻礙電子與空穴的復合，從而有效地提高了光催化抗菌性能。
17、(2)本專利技術的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑在可見光下，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率均達到90.0％以上。本專利技術為制備性能優異的新型光催化抑菌材料提供了重要參考。
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1.一種二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述單寧酸與二氧化鈦的質量比為1∶2～2.5。
3.根據權利要求1所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述二氧化鈦為銳鈦型二氧化鈦，所述二氧化鈦的平均粒徑為25nm～30nm。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述單寧酸與乙醇溶液的質量體積比為2g～2.2g∶100mL，所述乙醇溶液的體積分數為70％～75％；所述攪拌在室溫下進行，所述攪拌的轉速為800rpm～1000rpm，所述室溫為15℃～35℃。
5.根據權利要求1～3中任一項所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述堿采用氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量分數為2％～4％，所述攪拌反應的時間為30h～32h，所述室溫為15℃～35℃。
6.根據權利要求1～3中
7.一種如權利要求1～6中任一項所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法制得的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑。
8.根據權利要求7所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑，其特征在于，所述二氧化鈦基可見光催化抗菌劑為球狀納米結構，粒徑為625nm～660nm。
9.一種如權利要求7或8所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑在可見光催化抗菌領域中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述二氧化鈦基可見光催化抗菌劑作為革蘭氏陽性菌的抑菌劑或革蘭氏陰性菌的抑菌劑應用于可見光催化抗菌領域。
...【技術特征摘要】
1.一種二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述單寧酸與二氧化鈦的質量比為1∶2～2.5。
3.根據權利要求1所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述二氧化鈦為銳鈦型二氧化鈦，所述二氧化鈦的平均粒徑為25nm～30nm。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述單寧酸與乙醇溶液的質量體積比為2g～2.2g∶100ml，所述乙醇溶液的體積分數為70％～75％；所述攪拌在室溫下進行，所述攪拌的轉速為800rpm～1000rpm，所述室溫為15℃～35℃。
5.根據權利要求1～3中任一項所述的二氧化鈦基可見光催化抗菌劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述堿采用氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁勝華，丁可，徐海山，謝穎，徐賽青，王蓉蓉，黎歡，單楊，龔亮，
申請(專利權)人：湖南省農業科學院，
類型：發明
國別省市：
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