银/石墨烯/ 二氧化钛纳米复合材料的制备及其光催化和抗菌性能的研究

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目的:通过静电纺丝法、热还原法及光化学还原法等制备具有紫外-可见光响应的新型一维银/石墨烯/二氧化钛复合纳米材料(TGA),并检测其光催化性能及抗菌性能。材料和方法:通过静电纺丝的方法制备二氧化钛(TiO2)纳米纤维,利用静电力作用吸附氧化石墨烯(GO),采用热还原法制备二氧化钛/石墨烯纳米复合物,加入硝酸银溶液进行光化学还原,制备银/石墨烯/二氧化钛(TGA)纳米复合物。采用SEM、TEM、XRD、XPS、FTIR、拉曼光谱和DRS表征样品的表面形貌、物相结构、组成成分等性能;通过降解有机物罗丹明B(RhB)检测样品的光催化性能;选用抑菌环法及菌落计数法检测TGA的抗菌性能。结果与结论:(1)制备及表征:SEM及TEM结果显示成功制备的TGA纳米复合物是石墨烯包覆于TiO2纳米纤维表面,银纳米颗粒负载于TG纳米复合物表面的结构;XRD显示Ti02纳米纤维以锐钛矿的形式存在;XPS结果显示TGA中仅含有Ti,O,C,Ag元素,G0还原后仅残留少量含氧基团,且银主要以单质的形式存在;FTIR结果进一步证实G0大部分被还原;Raman结果显示GO还原后sp2杂化缺陷明显减少;DRS结果显示引入石墨烯及银纳米颗粒将光谱从紫外光区拓展至可见光区。(2)光催化性能的检测:TGA能够在50min内将RhB分子完全降解,平均降解速率达0.0682 min-1;此外,TGA循环降解3次后形貌保持不变,且其降解率变化较小,银以零价银和银离子两种形式存在。(3)抗菌性能的检测:抑菌环法,TGA对金黄色葡萄球菌的抑菌环直径是8.9mm,大肠杆菌抑菌环直径是7.9mm。菌落计数法,TGA在紫外-可见光下照射2h对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率均为100%。
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