【摘 要】
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随着全球范围内人口的激增和城市化进程的不断加快,由此导致的水质微生物污染也越来越严重。传统的物理、化学水质消毒方法虽然有效,但也存在易产生消毒副产物、以及产生耐药性菌株等局限性。近年来,无机纳米抗菌材料因其能够克服上述缺点,而且抗菌活性优异而受到了广泛关注,其中应用最广泛的是纳米银和纳米二氧化钛,但是较高的成本、繁琐的操作限制了其应用。为此,可以选择抗菌效果同样很好、价格低廉、环境友好的铜基抗菌材
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随着全球范围内人口的激增和城市化进程的不断加快,由此导致的水质微生物污染也越来越严重。传统的物理、化学水质消毒方法虽然有效,但也存在易产生消毒副产物、以及产生耐药性菌株等局限性。近年来,无机纳米抗菌材料因其能够克服上述缺点,而且抗菌活性优异而受到了广泛关注,其中应用最广泛的是纳米银和纳米二氧化钛,但是较高的成本、繁琐的操作限制了其应用。为此,可以选择抗菌效果同样很好、价格低廉、环境友好的铜基抗菌材料。首先,采用微波辅助水热还原法制备了苍耳状Cu4O3微结构。通过控制反应时间和温度,得到了不同形貌的产物,其中在低功率微波加热5min后获得的产物具有典型的苍耳状形貌,其表面具有均匀的刺状突起。通过X射线晶体衍射和X射线光电子能谱分析,分别证实了材料的四方晶型和其中混合价态的铜元素。通过最小抑菌浓度(大肠杆菌为156.25mg·L-1,金黄色葡萄球菌为78.12mg·L-1)和摇瓶灭活试验,证实了材料对受试菌株具有很高的抗菌活性。通过自由基淬灭试验和利用电子自旋共振捕获法检测到的活性氧的结果证明,其抗菌活性主要来自于材料悬浮液中产生的单线态氧。然后,通过水热法分别制备了花状ZnO、纳米Cu2O、以及负载不同比例纳米Cu2O的ZnO纳米花（Cu2O/ZnO）复合抗菌材料。根据扫描电子显微镜的结果优化了材料中ZnO和Cu2O的比例,利用能量色散X射线谱、X射线晶体衍射和X射线光电子能谱分析证实了材料的元素组成和价态分布,并对ZnO和Cu2O质量比为1:1的复合材料进行抗菌性能的测试。结果表明,在光照和黑暗两种条件下,Cu2O/ZnO复合材料均具有很强的抗菌活性。在光照下,250mg·L-1的Cu2O/ZnO复合材料在480min后对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率可达86.79%和93.59%;在黑暗下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率为85.37%和91.78%。图25幅;表9个;参126篇。
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