[发明专利]可视光应答光触媒复合纳米粒子制备方法以及应用

说明书

本发明提供的一种可视光应答光触媒复合纳米粒子制备方法，用于获取一种在二氧化钛表面附着有三氧化钨的二氧化钛/三氧化钨复合粒子。该粒子在光照作用于材料表面情况下生成的电子和空穴在各自的粒子表面扩散，如果遇到氧气和水就会产生活性氧基团。在空气环境中，电子会将吸附在粒子表面的氧气还原为过氧化自由基，而空穴会将水氧化生成氢过氧化自由基。过氧化自由基和氢过氧化基团在水中与氢过氧化物自由基之间存在平衡关系，无论是哪种都含有具杀菌作用的活性氧。该材料所制备防护材料可以在不改变社会大众太多生活习惯的情况下，安心轻松抗菌杀毒防疫，也可大幅降低大家在正常社会生活中被未知的病毒感染和形成大面积病毒传播的可能性。

技术领域

本发明涉及一种可视光应答光触媒复合纳米粒子制备方法，涉及光触媒杀菌材料及其应用领域。

背景技术

病原微生物、霉菌(molds)、霉(mildew)、孢子以及有机和无机污染物在环境中常见。环境空间中的微生物控制和消毒对改善健康防疫传染病是有积极意义的。例如，通过光催化氧化过程产生的活性氧类(ROS)杀死微生物。更特别地，产生的羟基自由基、氢过氧自由基、氯和臭氧——光催化反应的最终产物，以及氧化有机化合物杀死微生物甚至病毒。但是，由于有效性限制和安全性问题，上述方法推广收到限制。

多年以前的研究结果已经证明，光触媒(最具代表性的二氧化钛)在光激发状态下会产生活性氧，而其具有非常强的氧化作用可以将与之接触的任何蛋白质，病毒，有机体分解。这个研究结果表明，光触媒材料具有广谱杀菌的效果。并且二氧化钛这样的材料可以作为食品添加剂，已被证实对人体本身无害。从杀菌效果和安全性两个方面二氧化钛都是一种理想的杀菌材料。但是二氧化钛这样的光触媒需要在高能量的紫外线照射下(太阳光中的占比不过4％)才能被激活，从而产生杀菌效果。而紫外线对人体有害，且紫外线发生装置不宜携带，还有就是如果对紫外线的使用不限制的场合，紫外线本身就能杀菌，再利用被激活的光触媒产生的活性氧来杀菌就显得是多余的了。

在现有技术中公开了利用二氧化钛为触发材料进行杀菌的技术方案。如公开号CN112136830A专利文献公开了一种基于Ag、N共掺杂二氧化钛/硝酸银的光触媒杀菌消毒剂及其制备方法和应用，该发明提供了一种利用Ag、N共掺杂二氧化钛/硝酸银光触媒杀菌消毒的方法。具体是将固态硝酸银粉体与P25二氧化钛纳米粉体混合并研磨均匀，经煅烧制备Ag、N共掺杂二氧化钛，将共掺杂二氧化钛与硝酸银、分散剂、植物精油溶于去离子水中并经超声分散完全获得光触媒杀菌消毒剂。银离子或铜离子含有的杀菌抗菌材料，容易受环境的影响(氧化或S2-存在等情况会大幅降低杀菌效果)，优点是在暗处也有一定的杀菌抗菌能力持续稳定。但银离子或铜离子的溶出以及在体内积累有引起中毒的风险。

例如公开号CN110754482A专利文献公开了一种预防禽流感的杀菌消毒剂，包括复合酚菌毒敌杀菌消毒剂、四级铵盐杀菌消毒剂、纳米二氧化钛光触媒杀菌消毒剂按一定质量配比组成。用于日常生活中的抑菌，杀菌，杀灭病毒等多种细菌，起到很好的灭杀效果。

申请人在研究中惊奇的发现二氧化钛和三氧化钨的纳米尺寸的复合材料能够起到更佳的灭菌效果能够高效的释放出能够起到杀灭细菌的物质。并基于这种发现提供一种制备的该种复合材料的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可视光应答光触媒复合纳米粒子制备方法，其目的是在可视光范围内的光照下(日光，普通照明)就能有效激活二氧化钛的灭菌的活性物质，起到很好的杀菌效果。

通过以下步骤制备复合纳米粒子：

步骤一：制备反应溶液：将二氧化钛粉体与水混合后形成二氧化钛纳米粒子分散液，且所述的二氧化钛纳米粒子直径为10～90nm，二氧化钛纳米粒子与水的质量比为1：50～100；将偏钨酸铵与水进行混合均匀搅拌，形成三氧化钨的前驱体分散水溶液，且生成的三氧化钨纳米粒子的直径为5～35nm，所述三氧化钨的前驱体与水的质量比为1：200～300；