[发明专利]一种抑菌性光催化剂的生物辅助合成方法

说明书

本发明公开了一种具有抑菌性能光催化剂的生物辅助合成方法，具体步骤为：将氧化石墨烯和六水合三氯化铁固体按一定质量比配成水溶液，加入尿素和海藻酸钠，随后转移至反应釜中200℃加热，反应结束后冷却至室温，所得产物离心，经水和无水乙醇清洗后于60℃真空干燥7h得到RGO/Fe₃O₄。利用硅烷偶联剂APTES对所得RGO/Fe₃O₄进行改性。纳米银的负载方法如下，将改性后的RGO/Fe₃O₄和AgNO₃按一定质量比配成水溶液，加入尿素和海藻酸钠，随后转移至反应釜中，置于烘箱中120℃下加热，磁性分离所得产品，洗涤并干燥。所得RGO/Fe₃O₄/Ag表现出良好的抑菌性能，和优异的催化性能。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种抑菌性光催化剂的生物辅助合成方法。

背景技术

随着人类社会的进步，工业发展的同时也带来了不可忽视的环境问题，在众多环境问题中，不得不提就是有机染料废水的排放，这些染料大都具有高毒性和致癌性，会对水生生物、动物、植物和人类形成潜在危害，如果得不到有效的治理，将对人类社会造成很大的威胁。已被用于染料废水降解的技术有很多，包括化学方法、物理化学方法、生物方法或者多种联合的方法，例如，活性炭吸附和微生物降解等。以均相Fenton反应为代表的传统水处理办法普遍存在着催化剂难分离等缺点。在此基础上发展起来的Fe₃O₄作催化剂的非均相Fenton氧化虽利用Fe₃O₄优异的磁性能很好的解决了分离难、二次污染等问题，但因材料的单一性，依然存在催化效率低、适用pH范围窄等弊端。同时，污水中存在的大量细菌病毒等微生物可成为各类疾病的传播媒介，这一问题在传统的水处理方法中并未得到妥善解决。研究发现，近紫外光和可见光的引入可大大提高Fenton反应的速率，因此Photo-Fenton法得到了广泛的研究，尤其是以碳基磁性纳米抑菌材料为催化剂的非均相Photo-Fenton反应不但能高效剔除废液中的有机染料不造成二次污染，而且低能耗适用pH范围广，同时也能抑制水中各类细菌的生长，有着良好的应用前景和极高的应用价值。虽然，催化剂使用中所产生的环境问题虽已得到有效解决，但催化剂合成过程中因有毒试剂，例如水合肼的使用而带来的环境污染仍不容忽视，而且现有技术中的光催化剂催化效率不高。

发明内容

本发明解决的技术问题是在生物分子海藻酸钠的辅助下，得到了形貌均一的碳基磁性纳米抑菌材料(RGO/Fe₃O₄/Ag)，并将所得材料进行了抑菌和催化的应用，替换了有毒试剂的使用，提高了催化效率。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：

一种抑菌性光催化剂的生物辅助合成方法，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯和六水合三氯化铁配成水溶液，加入尿素和海藻酸钠，随后转移至反应釜中200℃加热20h，反应结束后冷却至室温，所得产物离心、清洗、干燥后得到RGO/Fe₃O₄纳米复合材料；

(2)取RGO/Fe₃O₄纳米复合材料置于水和无水乙醇的混合溶液中超声分散，并加入硅烷偶联剂APTES进行改性，室温下搅拌，真空干燥；

(3)纳米银的负载：取改性后的RGO/Fe₃O₄和AgNO₃配成水溶液，加入尿素和海藻酸钠，随后转移至反应釜中200℃加热8h，反应结束后冷却至室温，所得产物离心、清洗、干燥后得到所述抑菌性光催化剂RGO/Fe₃O₄/Ag；

所述氧化石墨烯和六水合三氯化铁质量比为1∶15-20，尿素和海藻酸钠的质量比为2-4∶1。