高效广谱复合光催化抗菌剂Ag-AgVO_(3)/BiVO_(4)的设计合成及抗菌机制

摘要

合成了一种具有树叶状形貌的Ag-AgVO_(3)/BiVO_(4)复合光催化抗菌剂,并对其晶体结构、形貌、组成及光学性质等进行了表征.研究结果表明,以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)的氧化反应为模型,Ag-AgVO_(3)/BiVO_(4)表现出优异的光响应类氧化酶活性.光催化抗菌实验结果表明,Ag-AgVO_(3)/BiVO_(4)对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抗菌效果,4 min内的抗菌效率可以达到99%以上.采用多种实验方法系统研究了其抗菌机制:活性物种捕获剂实验和细胞内活性氧荧光标记实验表明,在可见光照射下,Ag-AgVO_(3)/BiVO_(4)所产生的电子与O_(2)反应生成的·O_(2)^(‒)起主要作用;Live/Dead细胞的荧光实验、扫描电子显微镜形貌观察实验以及处理前后细胞内外核酸和蛋白质含量的测定实验结果均证实了·O_(2)^(‒)可以破坏细胞膜的完整性,导致细胞内容物的破坏和流出,从而造成细菌死亡.另外,Ag-AgVO_(3)/BiVO_(4)对包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌在内的9种致病菌均具有良好的抗菌效果,说明其具有广谱抗菌性能.