成果簡介：

    此成果主要研究納米復(fù)合材料在太陽光或紫外燈下對有機染料、重金屬、微生物等污染水質(zhì)的凈化研究，利用納米銀對人體幾乎無毒的特性合成高催化，高抑菌的銀系納米復(fù)合材料，在紫外燈或太陽光下對有機污染物的降解，重金屬的還原，微生物中毒等具有很明顯的效果。研究成果均為銀系核殼型納米復(fù)合材料。

納米復(fù)合材料
 

    成果內(nèi)容提要：

    1. 研究內(nèi)容及觀點：

    TiO2具有催化性能高，殺菌活性強以及安全無毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶，無污染等優(yōu)點已成為光催化材料和抑菌材料等領(lǐng)域的研究熱點。但TiO2在應(yīng)用方面存在很多問題：TiO2的禁帶寬度較寬（3.2eV），只能吸收波長小于380 nm的紫外波；在光激發(fā)下，產(chǎn)生的光生電子（e-）和空穴（h+）易復(fù)合，光量子效率低；光催化劑回收中難分離，對污染物吸附性能差；催化劑易中毒等缺陷限制了TiO2的催化性能與抑菌性能。研究表明，半導(dǎo)體的光量子效率決定材料的光催化性能，而光生載流子的遷移可以決定量子效率的高低，如核殼型貴金屬@半導(dǎo)體復(fù)合材料，貴金屬（Au，Pt，Ag）可以作為光生電子（e-）的接收器，使光生電子（e-）在貴金屬表面積累，促進復(fù)合體系界面的載流子輸運，降低了光生電子（e-）與空穴（h+）復(fù)合的機率，促進了強氧化性？OH的生成，使復(fù)合材料對太陽光的吸收率增強，從而提高催化性能和抑菌性能。貴金屬中由于銀具有很強的殺菌性能而被廣泛應(yīng)用于抑菌材料和殺菌材料，但納米銀在介質(zhì)中易團聚，限制了銀的抑菌性能，將銀沉積在半導(dǎo)體表面不僅提高了銀的抑菌效率，且納米銀的表面等離子共振可以使復(fù)合材料對可見光的吸收域發(fā)生紅移，可以提高半導(dǎo)體的催化效率。

    也有研究者對TiO2進行修飾來解決TiO2的分散性能差，吸附性能低的缺點。如把TiO2負載在SiO2，Al2O3，活性炭等吸附劑表面，在通過光沉積法在TiO2表面沉積貴金屬，吸附劑所提供的高濃度底物和遷移光生載流子可以提高TiO2的光催化性能和抑菌性能。有文獻報道，SiO2與TiO2復(fù)合可以增加TiO2的比表面積，抑制TiO2晶種增長，增強了銳鈦礦TiO2的熱穩(wěn)定性和沉降性。

    Fe3O4作為磁性材料也可以應(yīng)用于合成銀系納米復(fù)合材料，磁性納米復(fù)合材料的最大優(yōu)點為可以高效的從污染物中分離，從而達到回收利用。也可以用耐高溫，高壓的ZrO2、SiO2等作為載體，合成核殼型納米復(fù)合材料。

    2. 創(chuàng)新點：

    采用穩(wěn)定的、耐酸堿、具有吸附性強的亞微球為載體，在通過光化學(xué)沉積法、原位還原法將貴金屬沉積還原在亞微球表面合成核殼型納米復(fù)合材料，這不僅可以解決納米銀易團聚，TiO2催化性能低等難題，且可以提高復(fù)合材料的催化性能和抑菌性能。用光沉積法在TiO2表面沉積貴金屬的方法不僅清潔，且高效。若用 SiO2 、Fe3O4等為載體，在分離方便且高效。不僅在思路上有創(chuàng)新，且在合成方法中均有創(chuàng)新。

    3. 實踐意義：

    合成的納米復(fù)合材料，以安全，無毒的材料為載體，將Ag沉積在其表面，不僅在污水處理，飲用水的殺菌中具有重要的意義，且由于銀系納米復(fù)合材料的高抑菌也可以應(yīng)用于醫(yī)療器械，手術(shù)器械等領(lǐng)域。

責(zé)任編輯：班英飛

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