PVA/PDA@g-C3N4復合納米纖維膜在增強光催化殺菌和降解中的應用

PVA /PDA@g?C3N4 Composite Nanofiber Membranes for Enhanced Photocatalytic Bacteriostasis and Degradation

PVA/PDA@g-C3N4復合納米纖維膜在增強光催化殺菌和降解中的應用

• 北京石油化工學(xué)院（Beijing Institute of Petrochemical Technology）

• 特種彈性體復合材料北京市重點(diǎn)實(shí)驗室（Beijing Key Laboratory of Special Elastomeric Composite Materials）

這篇論文的核心內容是關(guān)于一種用于增強光催化殺菌和降解性能的PVA/PDA@g-C3N4復合納米纖維膜的研究。以下是主要的研究點(diǎn)和發(fā)現：

1. **研究背景**：面對當今世界嚴重的環(huán)境問(wèn)題和資源短缺，光催化技術(shù)因其綠色、高效和環(huán)境友好的優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。

2. **材料制備**：通過(guò)多巴胺在g-C3N4表面的自聚合，合成了聚多巴胺@碳氮化物(PDA@CN)，并通過(guò)電紡絲技術(shù)，以含PDA@CN的PVA溶液制備了PVA/PDA@CN復合抗菌納米纖維膜。

3. **性能測試**：PDA在PDA@CN的光捕獲能力上發(fā)揮了作用，增加了可見(jiàn)光的捕獲能力。在可見(jiàn)光照射下，含有5% PDA@CN的PVA/PDA@CN納米纖維膜對大腸桿菌(E. coli)和金黃色葡萄球菌(S. aureus)具有良好的抑制效果，最大抑制圈半徑分別可達10.8毫米和11.6毫米，大腸桿菌的抑制率可達93.1%。

4. **光催化降解實(shí)驗**：PVA/PDA@CN膜在可見(jiàn)光下表現出增強的光催化降解效率。當PDA@CN含量為5%時(shí)，PVA/PDA@CN膜對亞甲基藍(MB)的去除率達到98.7%。

5. **材料特性**：納米纖維膜具有良好的熱穩定性和優(yōu)異的機械性能，具有在未來(lái)多個(gè)領(lǐng)域應用的巨大潛力。

6. **關(guān)鍵詞**：聚乙烯醇(PVA)、多巴胺(PDA)、石墨化碳氮化物(g-C3N4)、納米纖維膜、光催化抗菌、降解。

7. **實(shí)驗部分**：詳細描述了PDA@CN的合成、P-PCN復合納米纖維膜的制備、材料的形態(tài)觀(guān)察、晶體結構表征、化學(xué)組成和化學(xué)鍵分析、光學(xué)性能分析、抗菌活性測試和光催化降解實(shí)驗。

8. **結果與討論**：通過(guò)SEM、TEM、XPS、XRD、FTIR、UV-Vis吸收光譜和熒光光譜等技術(shù)對PDA@CN納米片和P-PCN納米纖維膜的形貌、結構、化學(xué)組成和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。研究了P-PCN納米纖維膜的抗菌活性和光催化降解性能，并探討了其增強性能的可能機制。

9. **結論**：PDA@CN納米片通過(guò)原位聚合在CN納米片表面合成，并通過(guò)電紡絲技術(shù)成功制備了一系列P-PCN復合納米纖維膜。這些復合納米纖維膜在可見(jiàn)光照射下對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有增強的抗菌效果，并且P-PCN-5樣品在光催化降解亞甲基藍方面表現出最佳性能。