银铁共掺杂二氧化钛纳米粒子在溶液及聚天冬氨酸涂层中的光催化与抗菌活性

摘要： 可见光区域活性光催化涂层在弱光环境或采用低紫外线含量LED灯的应用中具有抗菌价值。本研究考察了聚天冬氨酸聚合物涂层中不同掺杂比例的银/铁掺杂二氧化钛纳米颗粒（nTiO2）在明暗条件下的潜在活性。首先通过溶胶-凝胶法合成不同掺杂浓度的银/铁掺杂nTiO2，随后对其粒径及团聚分布、结晶度、表面特性与带隙特征进行表征。分别在AM1.5G模拟太阳光和可见光条件下，以亚甲基蓝（MB）为探针测试其光催化活性。从两组样品（银/铁掺杂nTiO2）中筛选出光催化活性最优的材料，在（a）溶液体系和（b）聚天冬氨酸纳米复合材料中，针对革兰氏阴性大肠杆菌（E. coli）和革兰氏阳性枯草芽孢杆菌（B. subtilis）开展紫外与可见光照射下的抗菌测试。结果表明：银掺杂nTiO2样品展现出最佳光催化活性及优异抗菌性能（即使在黑暗环境中），这归因于其增强的带隙结构、比表面积，以及光催化活性与纳米颗粒表面银元素的协同作用。室温下未检测到nTiO2结构中银的溶出，为开发明暗双模式活性的新一代涂层提供了可能。