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從材料粒徑角度分析納米氧化鋅抗菌劑的抗菌機理
發布時間：
2022-07-28 21:10
來源：
廣州晶傲
納米氧化鋅抗菌劑由于其顆粒的細微化，致使其具有更加優越的光催化抗菌性能。首先，從光催化型抗菌劑的抗菌機理看，抗菌效率和抗菌能力與體系產生的自由基濃度密切相關，而自由基濃度則與光生電子濃度有關。隨著氧化鋅ZnO顆粒粒徑的減少，表面原子數所占比例迅速增加，光吸收效率明顯提高，從而增加了表面光生電子-空穴對的生成濃度。其它氧化鋅ZnO顆粒粒徑對光生電子—空穴對的復合率有很在影響。粒徑越小，電子或空穴從內部擴散到表面所需的時間越微越微越短，從而在晶體內部復合幾率就越低。由于只有表面的電子或空穴才能夠產生自由基，具有殺滅微生物的能力，因此粒徑越小越有利于納米氧化鋅ZnO抗菌性能的發揮。再次，在光催化型抗菌劑的作用過程中，氧化鋅ZnO晶體晶粒表面的H2O和OH-基團數直接影響抗菌劑的抗菌效果。因此，氧化鋅ZnO晶體粒徑越小，比表面積則越大，單位質量表面的OH-等基團密度就越高，與光生電子或空穴反應生成的活性氧類就越多，抗菌效率也就越高。
最后，根據能帶理論，半導體價帶的能級代表半導體空穴的氧化電位的極限，任何氧化電位在半導體價帶以上的物理理論上都可被光生空穴氧化。半導體導帶的能級代表半導體電子還原電位的極限，任何還原電位在半導體導帶以下的物質理論上均可被光生電子還原。由于光催化型抗菌劑是N型半導體，加之納米材料的小尺寸效應，光生電子—空穴被嚴格限制在一個小尺寸的勢陣中，從而導致導帶和偶像帶能級由連續變成分散，能隙的增大，使導帶能級負移，價帶能級正移，顯著加強了材料的氧化還原能力，提高了光催化型抗菌劑的抗菌活性和抗菌效率。
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