[发明专利]一种光催化抗菌材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种光催化抗菌材料及其制备方法和应用，该光催化抗菌材料是由纳米锥组装的花球状钼酸铋，该钼酸铋光催化抗菌材料由许多花状微球组成，花状微球的直径为0.5‑2μm，每个花状微球由许多纳米锥组成，纳米锥长度为50‑100nm，宽为30‑60nm。本发明操作简单、反应条件温和，耗时短，形貌可控，制备的材料具有独特的纳米锥组装的花球状结构，其光催化抗菌活性高，在大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和单增李斯特菌的灭活中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化抗菌材料技术领域，具体涉及一种新型形貌结构的光催化抗菌材料及其制备方法和应用。

背景技术

光催化抗菌技术是一种新兴的绿色抗菌技术，具有高效、经济、安全、环保等优点，利用太阳光的能量，光催化材料产生的空穴、超氧自由基和羟基自由基能够破坏细菌的细胞结构，导致细菌灭活，并可避免产生消毒副产物，具有广阔的应用前景。光催化材料是光催化抗菌技术的核心部分，大部分经典的半导体光催化材料具有宽带隙只能被紫外光激发，大大限制了其对太阳光的利用率。开发高效可见光响应的材料对光催化抗菌技术的发展有着至关重要的意义。

钼酸铋是近年来发现的新型可见光光催化材料之一，禁带宽度为2.7eV左右，在光催化领域具有良好的发展潜力。目前钼酸铋作为光催化材料的应用以降解污染物为主，而其在抗菌领域方面的研究还有待进一步加强。光催化材料的性能不仅与晶体类型有关还与其形貌结构有关，因此可控合成具有不同形貌结构的光催化材料引起人们广泛的兴趣。不同制备方法和制备条件下得到的钼酸铋形貌各不相同，从而展现出不同的光催化性能。

溶剂热法是制备光催化材料常用的方法之一。该方法操作简单，能够制备出纯度高、晶型好、形状以及大小均匀的纳米微粒。光催化剂的活性与其形貌和大小密切相关，溶剂的类型、反应温度和时间、加入的表面活性剂类型及用量等均会对溶剂热法制备的材料形貌和大小产生重要影响。而光催化剂的形貌和大小会影响材料对光的吸收、光生载流子的分离、反应的活性位点等因素，从而影响材料的光催化抗菌效果。

大肠杆菌和金黄色葡萄球菌是常见的两种病菌。铜绿假单胞菌原称绿脓杆菌，在自然界分布广泛，为土壤中存在的最为常见的细菌之一，各种水、空气、正常人的皮肤、呼吸道和肠道都存在铜绿假单胞菌。铜绿假单胞菌是一种常见的条件致病菌，当人体因为各种各样的原因出现免疫力下降的时候，铜绿假单胞菌可以趁虚而入，导致人体多个部位病变，比如中耳炎、肺炎、泌尿系统炎症以及血液感染。单增李斯特菌在自然界分布非常广泛，从土壤、粪便、水体、蔬菜、青贮饲料以及多种食品中都可以分离出来。单增李斯特菌是一种人畜共患病的病原菌，它能引起人畜的李氏菌病，感染后主要表现为败血症、脑膜炎和单核细胞增多。单增李斯特菌主要通过粪–口途径感染，还可通过眼及破损皮肤、黏膜进入体内而造成感染。食品中如果存在单增李斯特菌，会对人类的安全具有危险。因此，寻求对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和单增李斯特菌具有较好灭活效果的材料具有重要意义。

目前尚未见纳米锥组装的花球状钼酸铋及其在光催化抗菌领域应用的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型形貌结构的光催化抗菌材料及其制备方法和应用。所述光催化抗菌材料为纳米锥组装的花球状钼酸铋，其纳米锥长50-100nm，宽30-60nm，纳米锥组装成花球状，花球直径为0.5-2μm。本发明通过调整混合溶剂的组成和加入表面活性剂，进而控制溶剂热过程晶体的生长，获得纳米锥组装的花球状钼酸铋，制备方法操作简单、反应条件温和，耗时短，形貌可控，制备的材料具有独特的纳米锥组装的花球状结构，其光催化抗菌活性高，在大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和单增李斯特菌的灭活中具有较好的应用前景。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的，本发明提出的一种钼酸铋光催化抗菌材料，该材料由许多花状微球组成，该花状微球直径为0.5-2μm，每个花状微球由许多纳米锥组成，纳米锥长度为50-100nm，宽为30-60nm。