528 / 2023-03-17 16:04:51

基于共价有机骨架的光催化抗菌材料的制备及其抗菌机理研究

共价连接,光催化,抗菌,活性氧,Ti3C2/TpPa-1/Cu2O

       合理结合多种二维材料与金属氧化物纳米粒子(NPs)构建异质结的优势，是提高光催化杀菌效率的有效策略。将TpPa-1-COF作为一种稳定的半导体，通过Schiff碱反应在Ti₃C₂-MXene上原位生长，并与Cu₂O NPs锚定，得到一种高效的光催化杀菌剂。纳米复合材料的电化学阻抗谱和光致发光谱表明，光生载流子迁移速率提高，活性氧的产生率提高，载流子寿命延长。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，分析了界面处的功函数。TpPa-1/Ti₃C₂界面和Ti₃C₂/Cu₂O界面均具有较大的内置电场，促进载流子在层间的迁移，从而实现高效的光催化，减少光腐蚀。制备的Ti₃C₂/TpPa-1/ Cu₂O纳米复合材料对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抗菌率分别为98.90%和99.62%，较纯TpPa-1-COF分别提高了50% 和33%。为光催化杀菌剂在海洋防污领域的发展提供了新的思路。