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江苏大学杨娟清华大学朱永法ACS Nano：抗菌膜的新设计

发布时间：2024-03-03 08:09:50 丨 浏览次数：886

　　据统计，全球约有30%的人口仍然无法获得安全的饮用水，每年大约有200万人死于水传播疾病。臭氧、卤化物制剂和紫外线（UV）照射等传统的消毒方法存在能耗高、有毒残留物和消毒副产物风险大等局限性。相比这些传统的水消毒方法，基于太阳能的光催化技术，可以产生活性氧自由基来绿色的清除环境中的各类细菌。近日，江苏大学材料科学与工程学院杨娟教授课题m6米乐平台 米乐官方网站组、清华大学朱永法教授课题组联合原子活性位点，能够高效利用可见光灭活各类革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。在此基础上，设计和组装了光催化微反应器件，实现了对天然水和生活废水的有效灭菌处理。Engineering Atomic Ag1–N6Sites with Enhanced Performance of Eradication Drug-Resistant Bacteria over Visible-Light-Driven Antibacterial Membrane”

　　通过球差校正高分辨电子显微镜证明Ag原子位点在氮化碳载体上均匀分布。同步辐射X射线吸收光谱揭示了单个Ag原子与6个临近N原子配位构成独特的Ag-N6活性位点。

　　在自制微反应器中装载Ag1/CN光催化抗菌膜后，对取自不同时间段的湖水（图2d和2e）进行了测试，结果表明在可见光照射下，所设计的Ag1/CN膜能够有效地灭活湖水中的各类细菌。实验和理论计算研究表明，Ag1/CN膜优异的灭菌性能归因于Ag-N6位点可有效吸附和活化氧气分子，从而促进•O2‒自由基的产生。此外，Ag-N6位点可以降低关键中间产物（*OOH和*OH）的反应能和活m6米乐平台 米乐官方网站化能，将原位产生的过氧化氢分解为强氧化性的•OH自由基。•O2‒和•OH自由基协同发挥作用，消灭水中的各类细菌和有害物质，从而实现了优异的水处理性能。

　　总之，研究团队通过简单的煅烧方法成功将Ag原子位点锚定在氮化碳载体上，形成了独特的Ag1-N6位点结构。这种结构在热力学和动力学方面都优化了活性氧自由基的生成，降低了关键中间体（*OOH和*OH）形成所需的能量。因此，在可见光照射下，催化膜表现出了对耐药细菌的高效灭活能力，灭活率达到了99.9%。为了进一步推动其实际应用，研究团队利用自制的微反应器测试了所设计的催化膜对地表自然水和生活废水中细菌的灭活能力，发现其仍可以实现99.9%的除菌效率。

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