[发明专利]一种具有抗菌功能的CuI-BiOI/Cu薄膜材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有抗菌功能的CuI‑BiOI/Cu薄膜材料的制备方法，属于材料合成技术领域。将通过溶剂热法制备所得的碘氧铋粉末加入含有一定量聚乙二醇的水溶液中，再放入预处理过的铜片，通过水浴加热一定时间得到CuI‑BiOI/Cu复合薄膜材料。本发明制备的方法简便易行，设备和工艺过程简单易操作，制备的膜材料应用前景良好，适用于温热、高湿、易滋生细菌的环境中使用；本方法具有使用试剂污染小、反应的重复性好、制备条件温和等优点。所得的CuI‑BiOI/Cu复合薄膜材料在光催化抗菌中表现出良好的催化活性，且性能稳定、循环性好。

技术领域

本发明属于光催化纳米材料合成技术领域，具体涉及一种具有抗菌功能的CuI-BiOI/Cu薄膜材料的制备方法。

背景技术

自1972年研究者发现TiO₂能够在紫外光照射下将水分解成氢气和氧气以来，半导体光催化极大地引起了国内外研究者的强烈关注。在光照条件下，半导体外层电子被激发，从价带跃迁到导带，从而产生电子-空穴对。光生电子空穴能直接的攻击细菌，另外电子能转化成其他的活性物种，例如：•O₂^-，去进一步氧化细菌的外膜，同时，其他的氧化活性物种，例如•OH，H₂O_2，•HO₂，也可以由电子和空穴从水中产生，从而实现多方面的对细菌的灭活。但是光激发后电子-空穴对的复合与抗菌的过程竞争反应，该反应的存在严重影响了光反应的效率。

由于太阳光光谱中分布最强主要集中在可见区域，因此设计在可见区内有高量子效率的催化剂是充分利用太阳能，提高抗菌性能的关键。

碘氧铋作为一种铋基半导体材料，由于其突出的光学和电学性质，在药学、燃料、催化剂以及传感器领域上都有着良好的应用前景。碘化亚铜是一种非水溶性晶体，具有α、β、γ三种晶相，碘化亚铜在低温下（< 350 ℃）为γ晶相，是立方结构的p型半导体材料，具有3.1eV的直接带隙，因为它特殊的电学性能，可用作太阳能电池材料和超导材料。相比于较为常见的粉末催化剂，此次合成的CuI-BiOI/Cu复合薄膜材料在催化剂的回收和循环使用等方面有更加突出的表现。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种具有抗菌功能的CuI-BiOI/Cu薄膜材料的制备方法。本发明制得的所得的CuI-BiOI/Cu复合薄膜材料在光催化抗菌中表现出良好的催化活性，且性能稳定、循环性好，适用于温热、高湿、易滋生细菌的环境中使用；本方法具有使用试剂污染小、反应的重复性好、制备条件温等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有抗菌功能的CuI-BiOI/Cu薄膜材料的制备方法，是将通过溶剂热法制备所得的碘氧铋粉末加入含有一定量聚乙二醇的水溶液中，再放入预处理过的铜片，通过水浴加热一定时间得到CuI-BiOI/Cu复合薄膜材料；具体操作步骤如下：

（1）向乙二醇和水的混合溶液中，加入硝酸铋溶液、碘化钾溶液和聚乙烯吡咯烷酮，将所得溶液充分搅匀后，倒入100ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入烘箱中进行加热；

（2）将步骤（1）所得的溶液，进行收集、清洗、离心，干燥后反复研磨得到橙黄色的BiOI粉末；

（3）将步骤（2）所得的BiOI粉末加入聚乙二醇的水溶液中；

（4）将经过预处理的铜片放入步骤（3）所得溶液中，在搅拌状态下进行恒温水浴加热；

（5）将步骤（4）所得的铜片取出，干燥得到CuI-BiOI/Cu复合薄膜材料。

步骤（1）所述的乙二醇和水的混合溶液中，乙二醇和水的体积比为2:1~9:1。

所述步骤（1）中的硝酸铋溶液和碘化钾溶液的浓度为0.05~0.3mol/L，聚乙烯吡咯烷酮的量为10~70mg。