Au/TiO2复合物的制备、表征及其增强光催化灭菌活性

摘要

为提升TiO2光催化活性克服其可见光响应能力差的问题,采用沉积-沉淀法制备了Au/TiO2复合物光催化剂,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光发射光谱等对样品进行了表征。XRD、FTIR和XPS结果表明,Au/TiO2中TiO2为锐钛矿相且Au成功沉积至TiO2。UV-vis DRS和荧光发射光谱结果表明,适量Au修饰不仅能提高TiO2对可见光的吸收,还可促进TiO2光生电子-空穴对分离,有利于增强其光催化活性。自由基捕获实验证实,形成 OH的数量与光照时间成正比且 OH生成量越多,光催化活性越高。对比考察了Au/TiO2和TiO2在氙灯光源照射下对大肠杆菌的光催化杀灭作用,并探讨了Au负载量、光照时间、光照强度、光催化剂浓度等因素对灭菌性能的影响。结果表明:Au/TiO2的光催化灭菌活性优于TiO2,且与光照时间和光照强度均成正比;Au的适宜负载量为3%(质量分数);3%Au/TiO2在光照时间60min、光照强度7mW/cm^2、光催化剂浓度100μg/mL的条件下,对大肠杆菌的杀灭效率高达91.3%。