随着科学技术的进步及人类生活水平的提高，人类对所处环境和自身的健康越来越重视，TiO2光催化抗菌材料应运而生。当前，TiO2光催化抗菌材料主要存在光催化材料对可见光响应范围小，对太阳光利用率低以及无光照条件下材料会失去抗菌效应等问题。本文主要针对上述问题研究了可在各种条件下应用的高效复合型稀土掺杂光催化抗菌材料。 采用溶胶-凝胶法并结合旋转涂膜法制备了稀土掺杂光催化抗菌薄膜(La/TiO2、Ce/TiO2、Pr/TiO2、Nd/TiO2、Sm/TiO2、Eu/TiO2、Gd/TiO2、Dy/TiO2、Ho/TiO2、Y/TiO2)和Ag/Ce/TiO2复合型光催化抗菌薄膜，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克伯雷氏菌为实验菌种，以室内普通日光灯和太阳光作为光源，通过测定杀菌率，考察了超声波作用时间、转速、滴定高度、烧结制度、烧结温度、烧结时间以及稀土掺杂量、涂膜层数等因素对材料光催化抗菌性能的影响，确定了最佳制备工艺条件。用XRD、SEM、TG-DSC等对材料进行了表征。用紫外-可见分光光度计分析了材料的紫外-可见吸收光谱。采用生物透射电子显微镜观察了Ce/TiO2、Ag/Ce/TiO2薄膜的抗菌过程，初步探讨了光催化抗菌材料的抗菌机理。 实验结果表明，制备的RE/TiO2、Ag/Ce/TiO2光催化抗菌薄膜除Ce/TiO2含有极少量金红石型TiO2外，其余全部由单一锐钛矿型TiO2构成。UV-Visible吸收光谱分析表明，稀土元素掺杂显著提高了光催化材料对可见光的响应，以普通日光灯作为光源即有很好的抗菌效果，RE/TiO2、Ag/Ce/TiO2光催化抗菌薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见细菌的平均杀菌率皆在90％以上。其中Ce/TiO2、Sm/TiO2、Y/TiO2、Ag/Ce/TiO2光催化薄膜以太阳光作为光源，在室内放置1h，对大肠杆菌(5×103cfu/ml)杀菌率分别可达91.3％、91.1％、90％和92.8％。 TEM观察表明，Ce/TiO2和Ag/Ce/TiO2光催化抗菌薄膜的抗菌机理相类似：光催化反应中产生的电子和空穴、活性氧类物质等破坏菌体的细胞壁，细胞质膜，并与细胞内含物等反应，使细菌变形，细胞壁等组织结构破裂，内含物溢出或分解，最后导致菌体死亡。不同的是Ag/Ce/TiO2薄膜引入了银，在反应中结合了银的接触反应和催化反应机理，加快了对细菌的杀灭速度。 材料经反复使用和高温、高压、冲刷等处理，薄膜完整不脱落，始终有很高的杀菌率和稳定性，有持续抗菌效果，极具实用价值和应用前景。

    doi：
    10.7666/d.y852898
    关键词：
    光催化 抗菌材料 二氧化钛 溶胶-凝胶法 薄膜材料 稀土掺杂
    作者：
    梁艳
    学位授予单位：
    东北大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    有色金属冶金
    导师姓名：
    刘奎仁 由健
    学位年度：
    2006
    语种：
    中文
    分类号：
    TB34
    在线出版日期：
    2006年08月30日（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）