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      納米二氧化鈦的抗菌機理

      納米二氧化鈦在光催化作用下使細菌分解而達到抗菌效果的。由于納米二氧化鈦的電子結構特點為一個滿 TiO2的價帶和一個空的導帶,在水和空氣的體系中,納米二氧化鈦在陽光尤其是在紫外線的照射下,當電子能量達到或超過其帶隙能時。電子就可從價帶激發到導帶,同時在價帶產生相應的空穴,即生成電子、空穴對,在電場的作用下,電子與空穴發生分離,遷移到粒子表面的不同位置,發生一系列反應,吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘獲電子形成O2 ,生成的超氧化物陰離子自由基與多數有機物反應(氧化) 。同時能與細菌內的有機物反應,生成 CO2和 H2O;而空穴則將吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很強的氧化能力,攻擊有機物的不飽和鍵或抽取H原子產生新自由基,激發鏈式反應,最終致使細菌分解。

      TiO2 的殺菌作用在于它的量子尺寸效應,雖然鈦白粉(普通 TiO2)也有光催化作用,也能夠產生電子、空穴對,但其到達材料表面的時間在微秒級以上,極易發生復合,很難發揮抗菌效果,而達到納米級分散程度的TiO2,受光激發的電子、空穴從體內遷移到表面。只需納秒、皮秒、甚至飛秒的時間,光生電子與空穴的復合則在納秒量級,能很快遷移到表面,攻擊細菌有機體,起到相應的抗菌作用。

        在紫外線作用下,以0.1mg/cm3濃度的超細TiO2可徹底地殺死惡性海拉細胞,而且隨著超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化殺死癌細胞的效率也提高;用TiO2光催化氧化深度處理自來水,可大大減少水中的細菌數,飲用后無致突變作用,達到安全飲用水的標準。在涂料中添加納米二氧化鈦可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料,可應用于醫院病房、手術室及家庭衛生間等細菌密集、易繁殖的場所,可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細菌,防止感染。因此,納米納米二氧化鈦能凈化空氣,具有除臭功能。 

      納米二氧化鈦抗菌特點:對人體安全無毒,對皮膚無刺激性;抗菌能力強,抗菌范圍廣;無臭味、怪味,氣味??;耐水洗,儲存期長;熱穩定性好,高溫下不變色,不分解,不揮發,不變質;即時性好,納米二氧化鈦抗菌劑僅需1h就能發揮效果,而其他抗菌劑效果則需約24h;納米二氧化鈦是一種抗菌劑;具有很好的安全性,科用于食品添加劑等,與皮膚接觸無不良影響。

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