[发明专利]一种磷酸根修饰的二氧化钛光催化抗病毒涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种磷酸根修饰的二氧化钛光催化抗病毒涂层及其制备方法和应用，所述磷酸根修饰的二氧化钛光催化抗病毒涂层中的二氧化钛的质量百分比为20～100 wt%，磷酸根的质量百分比为0.001～0.1wt%。

技术领域

本发明涉及一种磷酸根修饰的二氧化钛光催化抗病毒涂层及其制备方法和在弱光条件下降低病毒感染能力及灭活病毒中的应用，属于抗病毒领域。

背景技术

近年来，像流感病毒及肠病毒等高致病性的病毒和一些对普通杀菌剂有极强耐药性的病菌的出现，使得公共场所如医院、学校等人流密集处成为极易爆发流行性疾病的场所，特别是在医院等公众卫生设施中，病毒和病菌的出现的可能性极高，对公众的健康危害极大。此外，在一些特殊的医疗设备如透析仪的使用当中因为消毒不彻底造成的病毒交叉感染也成为潜在的威胁。因此一种能够适应于多种应用场景的广谱抗病毒技术对群众的生命安全和社会可持续发展具有重大的意义。

光催化材料作为一种室内空气污染已经有了比较深入研究和应用，其对于室内空气中常见的有机物污染物如甲醛和挥发性有机物。同时作为一种有机物的组合物，微生物也是能在过光催化作用下被降解的。早在1985年，Tadashi Matsunaga等人就发现光催化材料在对于微生物的去除和降解方面有着显著的作用。随着光催化材料被越来越多的人研究，对于病毒的去除逐渐进入人们的视野。其中，二氧化钛材料以其优异的光催化性能，和其较为成熟的生产方式，以及原材料的低成本，被大家广泛关注。普通的二氧化钛涂料添加剂，即钛白粉，作为一种普通的涂料添加剂，实际上已经在涂料领域中应用了很长时间，其拥有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性。但由于其粒径过大，在形成涂覆层后并不能拥有良好的光催化性能，因此不适合作为抗病毒及杀菌功能的添加剂。如果需要良好的光催化性能来实现抗病毒及杀菌的功能，则要使用能够形成纳米颗粒尺寸的涂覆层的材料作为添加剂。此外，目前大量的光催化材料的应用都侧重于抗菌性能，例如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等高致病性的细菌，并且大多数研究和产品都会讲抗菌和抗病毒性能归为一种性能，但实际上光催化抗菌和抗病毒的机理不尽相同。细菌和真菌内具有防御自由基毒害的抗氧化酶如Fe-SOD或Mn-SOD等物质能够催化·O₂^-使其发生歧化反应。反应过程如下：SOD+O₂^-→SOD^-+O₂；SOD^-+O₂^-+2H+→SOD+H₂O₂。

因此，在光催化抗菌的应用中导致细菌或真菌灭活的主要原因是过量的自由基攻击导致其的形貌结构的破坏，在此过程中需要高强度的紫外照射来配合催化剂产生足够量的活性氧自由基，不但耗时，且容易产生副作用。然而对于病毒来说，其并不具备这种防御机制。通过实验机理的分析，证明了在弱光条件下，光催化剂产生的羟基自由基能(·OH)够在不破坏病毒包膜蛋白或衣壳蛋白的情况下使得RNA和DNA的超螺旋结构改变，从而导致病毒的失活。因此，通过表面改性能更好的发挥氧化钛基光催化材料对阻碍病毒传播和灭活病毒的功效。

参考文献：

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