Li掺杂二氧化钛抗菌材料的表征及抗菌性

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.01.010

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (1): 55-61.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.01.010

Li掺杂二氧化钛抗菌材料的表征及抗菌性

时代^1,2，杨合¹，薛向欣¹，王梅¹

(1.东北大学冶金学院，辽宁沈阳110819； 2.沈阳职业技术学院机械工程学院，辽宁沈阳110004)

收稿日期:2019-05-21 修回日期:2019-05-21 出版日期:2020-01-15 发布日期:2020-02-01
通讯作者: 时代
作者简介:时代(1986-)，女，甘肃兰州人，东北大学博士研究生；杨合(1970-)，男，内蒙古突泉人，东北大学教授；薛向欣(1954-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51474056).

Characterization and Antibacterial Properties of Li-Doped Nano-TiO₂ Antibacterial Material

SHI Dai^1,2， YANG He¹， XUE Xiang-xin¹， WANG Mei¹

1.School of Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819， China；2. The Faculty of Mechanical Engineering， Shenyang Polytechnic College， Shenyang 110004， China.

Received:2019-05-21 Revised:2019-05-21 Online:2020-01-15 Published:2020-02-01
Contact: YANG He
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摘要/Abstract

摘要： 通过溶胶-凝胶法(Sol-gel)进行金属Li离子掺杂TiO₂抗菌剂的制备，采用大肠杆菌(ATCC 25922)为实验菌种，对掺杂锂源、掺杂量、表面活性剂、焙烧温度等因素对材料抗菌性能的影响进行探究，并讨论了该抗菌材料的抗菌机理.应用 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等测试手段对样品的基本形貌、物相结构及光吸收特性进行表征，通过调整制备过程中各影响因素，得到Li掺杂TiO₂ 抗菌材料的最优反应条件.实验得出，Li掺杂TiO₂纳米抗菌材料对大肠杆菌的抗菌率达到99.5%以上，其抑菌环直径达到2.6cm.该抗菌材料通过抑制抗菌剂的晶粒长大和拓展光响应范围等方法增进抗菌剂的光催化性能.

关键词: 抗菌性能, 二氧化钛, Li掺杂, 锂源, 掺杂量, 表面活性剂, 焙烧温度

Abstract: Lithium doped titania (Li-TiO₂) nano-materials were synthesized by a Sol-gel method. Using E.coli(ATCC 25922) as the target strain， the influences of factors such as doping lithium source， doping amount， surfactant， calcination temperature and other factors on the antibacterial properties of the materials were investigated， and the antibacterial mechanism of the antibacterial materials was discussed. Li-TiO₂ nano-materials were characterized by X-ray diffraction(XRD)， scanning electronic microscope(SEM)and UV-Vis diffuse reflectance spectra(DRS). The experimental results show that the optimal reaction conditions of Li-doped TiO₂ nano-antibacterial materials can be achieved by adjusting the conditions of Li source， doping amount， surfactant type and calcination temperature. It is also found that the optimal antibacterial rate of Li doped TiO₂ antibacterial material against E.coli is more than 99.5% and the diameter of its antibacterial ring reaches 2.6cm. The photocatalytic properties of the antibacterial agent are improved by inhibiting the grain growth of the antibacterial agent and expanding the light response range.

Key words: antibacterial property, titanium dioxide, Li-doped, lithium source, doping amount, surfactant, calcination temperature

中图分类号:

TB383

时代，杨合，薛向欣，王梅. Li掺杂二氧化钛抗菌材料的表征及抗菌性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(1): 55-61.

SHI Dai， YANG He， XUE Xiang-xin， WANG Mei. Characterization and Antibacterial Properties of Li-Doped Nano-TiO₂ Antibacterial Material[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(1): 55-61.

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