[发明专利]一种复合纳米材料光催化降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇的方法

说明书

本申请提供了一种复合纳米材料光催化降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇的方法，所述复合纳米材料的结构为：以六方相晶型的NaYF₄:Yb,Tm纳米粒子作为复合材料的内核，其粒径为50±3nm，外层为锐钛矿型的TiO₂，其厚度为10±1nm，得到NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂核壳结构的复合材料。本发明有望在呕吐毒素的脱除领域引入一种新方法，有助于推动真菌毒素控制和功能材料领域的交叉融合，为呕吐毒素的降解提供新技术，新思路。

技术领域

本发明涉及食品质量安全控制领域，尤其是涉及一种复合纳米材料光催化降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇的方法。

背景技术

脱氧雪腐镰刀菌烯醇又称呕吐毒素(DON)，是一种常见的污染谷物的真菌毒素，它主要由禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌产生，属于单端孢霉烯族化合物。DON对谷物污染率和污染水平居于单端孢霉烯族毒素首位，这不仅造成粮食的损失，而且给人和家畜的健康造成巨大威胁，当食用受污染的粮食或饲料后，会引起腹泻、呕吐，其毒性作用包括急性毒性、慢性毒性、免疫毒性、胚胎毒性以及致畸性。由于DON毒素分子结构稳定，具有较强的耐高温、耐酸性能，在一般的农产品加工、储存及食品烹调过程中很难破坏其毒性。

现有的处理真菌毒素的方法效果还不够理想，主要包括物理法、化学法及生物法等。物理法脱毒不彻底，环境成本高；化学法快捷迅速，但容易残留有毒物质，易产生二次污染且影响粮食品质；生物法降解过程也较缓慢，见效周期较长，且多局限于实验室的小规模研究，很难在短时间内实现大规模普及。因此，需要发展一种绿色高效的脱毒技术，不仅能大幅度提高呕吐毒素的消减效果，还可降低治理成本。这对于保障粮食安全和人民健康具有重要的意义。

此前人们主要研究的是黄曲霉等毒性较大的毒素。近几年随着小麦赤霉病的泛滥，导致呕吐毒素的污染最为严重，小麦、玉米及其副产品均受呕吐毒素严重污染，由于呕吐毒素本身也有一定危害作用，所以使其也开始受到大家的关注。呕吐毒素性质稳定，不易被降解，虽然之前有报道过用其他方法降解，但是并没有达到理想的效果且存在二次污染，成本高等缺点。

光催化氧化技术属于高级氧化技术的一种，其优点是不需要苛刻的操作条件，能充分利用太阳能，而且可以利用自然条件(如空气)作为催化促进物，可以使被降解物完全矿化、无废物处置问题以及处理成本低等。TiO₂是目前使用最为广泛的光催化剂，但目前暂无TiO₂用于呕吐毒素光催化降解的报道。

目前，TiO₂光催化技术存在的主要问题是TiO₂光响应范围小。由于TiO₂半导体自身的禁带宽度较宽，使得只有能量大于或等于3.2eV(锐钛矿TiO₂的带隙宽度)的紫外光子能引起光催化反应，光响应范围窄，电子空穴对复合率高，量子效率较低，限制了纳米TiO₂光催化剂作为光催化剂的大规模应用和发展。

要解决这一问题，须从光催化反应的本质考虑，即如何抑制光生电子和空穴的复合率，提高光催化的量子效率以及如何进一步拓展太阳光吸收波段，开发具有可见光甚至红外光响应的光催化体系。因此需要对纳米TiO₂光催化剂进行改性以降低电子-空穴复合率，扩展TiO₂光响应范围，构筑一种更加高效的体系来提高纳米TiO₂光催化剂的活性和稳定性尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种复合纳米材料光催化降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇的方法。本发明有望在呕吐毒素的脱除领域引入一种新方法，有助于推动真菌毒素控制和功能材料领域的交叉融合，为呕吐毒素的降解提供新技术，新思路。

本发明的技术方案如下：