[发明专利]一种具有可见光抗菌性能的CQDs/Bi7

说明书

本发明公开了一种具有可见光抗菌性能的CQDs/Bi₇O₉I₃复合光催化剂及其制备方法与应用。该方法包括；将柠檬酸和乙二胺加入水中，水热反应，透析，得到CQDs溶液；将Bi(NO₃)₃·5H₂O加入乙二醇中，加入KI，搅拌，离心，得到Bi₇O₉I₃催化剂；将Bi₇O₉I₃催化剂加入水中，加入CQDs溶液，水热反应，过滤，得到复合光催化剂。本发明提供的具有可见光抗菌性能的CQDs/Bi₇O₉I₃复合光催化剂，其制备方法简单，反应条件温和，成本低；本发明提供的制备方法中，能够制备得到较薄的片状Bi₇O₉I₃催化剂，比表面积增大，有利于增大细菌和催化剂的接触面积，能够提高光催化抗菌效率。

技术领域

本发明涉及光催化抗菌材料领域，具体涉及一种具有可见光抗菌性能的 CQDs/Bi₇O₉I₃复合光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着城市化进程的不断推进，水体污染等环境问题日益严峻。水体中大量肆意滋生的病原微生物对人类健康构成了巨大威胁。迫切需要开发高效的消毒技术，杀灭其中滋生的病原微生物。半导体光催化消毒技术已经引起了人们极大兴趣。它依赖于天然、丰富和可持续的太阳能。通过半导体在太阳能照射下产生的光生电子空穴等活性物种对细菌细胞结构造成氧化损伤，使病原微生物失活。与传统消毒技术如UV辐照，臭氧化和氯化相比，半导体光催化技术具有高效、经济、绿色，无二次污染等优点，因此被认为是一种可持续发展的环境处理技术。

传统的光催化材料如TiO₂、ZnO等宽带隙半导体因其具有较高的光生载流子氧化还原能力而被认为是有效的光催化抗菌剂，但其仅对太阳光中的紫外光产生响应，而紫外光在仅占太阳光的4％，导致对太阳光的利用效率低。传统 BiOI虽然对可见光有良好的吸收，但其光生载流子复合率高的不足，虽然将具有良好的导电性能和电子捕获能力的CQDs与其进行复合可以有效抑制光生电子空穴对重组，提升光生电子空穴对的分离效率，然而BiOI因为比表面积相对较小提供更多的活性位点有限，同时带隙过窄，产生光生载流子氧化还原能力弱，不利于实际水体污染消毒。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种具有可见光抗菌性能的CQDs/Bi₇O₉I₃复合光催化剂及其制备方法与应用。

本发明通过水热法制备了CQDs/Bi₇O₉I₃复合光催化抗菌剂，克服了传统抗生素产生的容易耐药性问题，将电子空穴复合率高的半导体与具有接收电子能力的CQDs进行复合，解决电子空穴重复率高的问题。该方法制备的催化剂对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金葡球菌)均具有高效的可见光催化抗菌活性。该制备方法操作简单，成本低，制备出来的材料结构稳定，具有一定的适用性。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的具有可见光抗菌性能的CQDs/Bi₇O₉I₃复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)CQDs的制备：将柠檬酸和乙二胺加入去离子水中，混合均匀(优选搅拌10min)，得到混合溶液；将所述混合溶液转移到高压反应釜中升温进行水热反应，得到反应液；将所述反应液转移至透析袋中，进行透析处理，得到 CQDs溶液；