[发明专利]一种纳米管光催化杀菌剂、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种纳米管光催化杀菌剂、其制备方法及应用，属于杀菌剂技术领域。所述纳米管光催化杀菌剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1：制备具有SnO₂纳米管的多孔氧化铝模板；步骤2：制备TiO₂和SnO₂复合的纳米管；步骤3：制备Ag改性的TiO₂和SnO₂复合的纳米管光催化杀菌剂。本发明还公开了一种纳米管光催化杀菌剂及应用。本发明制备得到的纳米管光催化杀菌剂，具有优良的光催化活性，抗菌性能好,无需局限于紫外光源的使用条件，能在可见光下使用，是一种高效的可见光驱动的光催化抗菌剂，应用范围更广。

技术领域

本发明涉及一种纳米管光催化杀菌剂、其制备方法及应用，属于杀菌剂技术领域。

背景技术

一直以来，各种细菌和病毒时刻威胁着人类的健康。随着科技的日益进步，人们对于环境卫生的要求进一步提高，抗菌材料在生活中显得尤为重要。在全球性环境污染日趋严重的今天，利用光催化技术治理环境污染引起了世界各国的广泛关注。目前，不同形貌的WO₃、SnO₂、ZnO、SrTiO₃、g-C₃N₄和TiO₂等半导体材料已被广泛应用于环境污染物的光降解。其中，TiO₂作为一种经典的光催化剂，因其无毒、无味、无刺激性，热稳定性与耐热性好，不燃烧，且自身为白色的优点，成为人们关注的无机抗菌剂。纳米TiO₂作为半导体光催化无机抗菌剂，具有广谱杀菌功能，能抑制和杀灭细菌、病菌等。然而，TiO₂的宽带隙能量(如Eg为2.0-3.2eV)和光生载流子的快速复合，使其光催化效率仅限于紫外光，仅占整个太阳光谱的3-5％。为了扩大TiO₂的光吸收范围，延长光激发电子-空穴对的寿命，提高TiO₂的光催化活性，人们采取了各种策略，如表面改性，通过掺杂过渡金属(Cr、Mn、Co、Zn、Ni和Fe)和非金属(N、P、S、C和B等)进行带隙工程，等离子体耦合(Au、Ag、Pt和Pd)以及与其它半导体(ZnO、WO₃、SrTiO₃、SnO₂、CdS、ZnS和CdS)的耦合。在这些策略中，TiO₂与其它半导体的偶联可以分离光生电子-空穴对，提高光催化活性。

SnO₂作为一种重要的过渡金属基半导体材料，已广泛应用于锂离子电池、气敏元件和光催化剂等领域。当SnO₂与TiO₂复合时，SnO₂的导带能(E_CB＝0V，与pH＝7的NHE相比)比TiO₂的导带能(E_CB＝0.5V，与pH＝7的NHE相比)低，有利于载流子的分离。而在半导体中掺入等离子体贵金属纳米颗粒形成杂化纳米结构，可以通过表面等离子体共振辅助电子的转移和可见光的高效获取，也可以改善载流子的分离。Ag对氧具有良好的吸附性能，能够将其俘获的光生电子迅速转移至表面吸附的氧，进一步促进电子和空穴的分离，并且Ag本身是一种性能优良的生物抗菌材料，纳米银具有优异的杀菌性能，且对光源无选择性。

光催化反应过程中会产生的高活性自由基,这些高活性自由基能够将有机污染物尤其是一些难降解的有机污染物彻底氧化为CO₂、H₂O等小分子。由纳米管既可以用作金属导电体可知,纳米管对高活性自由基的传递与输送能力较强但是，目前并没有纳米管光催化杀菌剂。鉴于此，有必要提供一种新的纳米管光催化杀菌剂，以解决现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种纳米管光催化杀菌剂的制备方法。本发明制备得到的纳米管光催化杀菌剂，具有优良的光催化活性，抗菌性能好,无需局限于紫外光源的使用条件，能在可见光下使用，是一种高效的可见光驱动的光催化抗菌剂，应用范围更广。