一种PDA/BiOCl光催化材料、制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种PDA/BiOCl光催化材料、制备方法与应用，属于抗菌剂技术领域。本发明专利技术的制备方法包括以下步骤：步骤一、配置含铋源的水溶液，得澄清溶液A；步骤二、将卤源溶解在缓冲溶液中，控制溶液pH＝7.5

【技术实现步骤摘要】
一种PDA/BiOCl光催化材料、制备方法与应用


[0001]本专利技术属于抗菌剂
，更具体地说，涉及一种PDA/BiOCl光催化材料、制备方法与应用。

技术介绍

[0002]金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)简称金葡菌，隶属于葡萄球菌属，是一种常见的革兰氏阳性菌，广泛存在于空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中。金葡菌也是一种食源性致病微生物，常寄生于人和动物的皮肤、鼻腔、咽喉中，可导致人和动物的多种疾病，譬如伪膜性肠炎、败血症和脓毒症等，严重威胁人类和动物的生命安全。在以往的治疗过程中抗生素是最为常见的抑菌剂，但细菌和真菌对现有的药物产生越来越强的耐药性，且抗生素的滥用会威胁公众健康。生物试剂辅助合成的半导体光催化材料具有优异的光吸收性能及较高的活性氧(ROS)产生水平，被认为是一种极具前景的杀菌新策略。因此，开发一种具有抗菌效果的无毒性、廉价的光催化材料以替代抗生素的使用具有重要的意义。
[0003]金属铋(Bi)化合物在自然界储量丰富，价廉、易得。以铋盐为原料制备的BiOCl是一种无毒性，皮肤附着力强，且有一定珠光效果的半导体，在有氧的湿环境中被光激发能产生多种类型的活性氧物种。然而，纯BiOCl的带隙较宽(～3.2eV)，可见光下杀菌效果并不明显，通过表面改性能调变其能带结构，增强其可见光杀菌能力。
[0004]经检索，专利公开号为CN113318759A，公开日为2021年8月31日，专利技术名称为一种多巴胺介导的氯氧化铋光催化剂及其制备方法与应用，该专利技术公开了一种花球状多巴胺介导的氯氧化铋光催化剂，其制备方法包括以下步骤：首先，将铋源Bi(NO3)3·
5H2O溶解在去离子水中，通过加入冰醋酸控制溶液体系的pH值为1.5～4，将上述所得溶液缓慢加入到浓度为1～8mg/mL的盐酸多巴胺水溶液中，控制卤源和铋源的摩尔比为(0.2～2.4):1，室温下，搅拌至反应完全。通过离心分离，用乙醇和去离子水洗涤所得沉淀，后干燥，即得到多巴胺介导的氯氧化铋。但利用该方法制得的催化剂为纯氯氧化铋光催化剂，多巴胺作为模板剂最后被洗脱，纯氯氧化铋无法作为杀菌剂用于抗菌中。
[0005]专利公开号为CN108525702A，公开日为2018年9月14日，该专利技术提供了一种用于污水处理的负载型氯氧化铋光催化剂及制备方法。先将粘土矿物蛭石加入无水乙醇中超声分散得到悬浮液，然后加入盐酸多巴胺混合均匀后回流反应，得到多巴胺改性蛭石粘土矿物材料，与硝酸铋与聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液、氯化铵、氢氧化钠和去离子水混合后进行微波水热反应，即得多巴胺改性蛭石粘土矿物负载氯氧化铋的光催化剂。专利公开号为CN113828301A，公开日为2021年12月24日，该专利技术公开了复合光催化材料及其制备方法和应用。所述复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：按质量比为1:20～1:100称取多巴胺和溴氧化铋，然后使所述多巴胺在所述溴氧化铋的表面聚合，制备聚多巴胺/溴氧化铋复合中间体；于400℃～500℃的温度下煅烧所述聚多巴胺/溴氧化铋复合中间体，得聚多巴胺/溴氧化铋/氧化铋复合材料，作为所述复合光催化材料。制备的光催化材料具有较高的光催化活性和较好的催化稳定性。其不足之处在于，该专利技术采用溴氧化铋作为基材负载
PDA，采用两步法合成，PDA与溴氧化铋的结合力较弱，且制备过程涉及多个步骤，方法复杂。
[0006]专利公开号为CN114849741A，公开日为2022年8月5日，专利技术名称为一种光催化抗菌复合材料及其制备方法与应用。该光催化抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铋源溶液与盐酸多巴胺混合反应后，制得BiOCl；将BiOCl分散于铜盐溶液中，并加入碱溶液和还原剂，制得BiOCl/Cu2O；将聚多巴胺与BiOCl/Cu2O混合，经水浴振荡孵育后，分离产物，制得的BiOCl/Cu2O
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PDA用于光/电器件、气敏材料、生物抗菌、海洋防污或光催化领域中。但Cu2O有毒性，不适用于作为杀菌剂替代抗生素，且其在酸性液相中不稳定，易发生歧化反应。

技术实现思路

[0007]1.要解决的问题
[0008]针对现有光催化材料杀菌性能差的问题，本专利技术提供一种PDA/BiOCl光催化材料、制备方法及其应用，利用该方法制得的PDA/BiOCl光催化材料具有较高的光催化抑菌性能，在金黄色葡萄球菌的杀菌中表现出良好的生物抑菌效果。
[0009]2.技术方案
[0010]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]本专利技术公开了一种制备PDA/BiOCl光催化材料的方法，具体包括以下步骤：
[0012]步骤一：配置含铋源的溶液A：配置含铋源的水溶液，得澄清溶液A；
[0013]步骤二：配置含卤源的溶液B：将卤源溶解在Tris
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HCl缓冲溶液中，控制pH＝7.5
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9.5，室温静置，得到溶液B；其中，多巴胺单体在Tris
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HCl缓冲溶液中静置时间5
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15min，混合均匀。
[0014]步骤三、制备PDA/BiOCl光催化材料：将步骤一所得澄清溶液A缓慢地加入到步骤二所得溶液B中，持续搅拌进行反应，得沉淀物，洗涤、干燥，得到PDA/BiOCl光催化材料。其中，所述铋源中Bi与多巴胺盐酸盐的摩尔比1：(2
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12)；反应温度为20
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40℃，反应时间为0.5
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6h，将沉淀物洗涤后，干燥温度为40
‑
80℃，干燥时间为4
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16h。其中，干燥温度能实现沉淀物的干燥即可。
[0015]更进一步地，所述铋源为BiCl3或Bi(NO3)3·
5H2O中的一种或以上，优选的为Bi(NO3)3·
5H2O，当选用Bi(NO3)3·
5H2O作为铋源时，将Bi(NO3)3·
5H2O溶解在冰醋酸中，得到澄清溶液A，Bi(NO3)3的浓度优选的为3.18mM，需要稀释时用去离子水定容至1L，并超声处理10min。再如，当选用BiCl3作为铋源时，将BiCl3溶解在浓盐酸中。除此之外，现有技术中其余可使铋源形成澄清溶液的方法均可使用。
[0016]更进一步地，所述含卤源的多巴胺盐及缓冲溶液的类型根据所需卤素进行选择，当合成BiOCl时，所述含卤源的多巴胺盐为多巴胺盐酸盐。所述缓冲溶液为Tris
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HCl缓冲溶液，即三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液，并将溶液pH控制在7.5
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9.5，以使多巴胺在碱性条件下氧化自聚合形成聚多巴胺PDA。所述Tris
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HCl缓冲溶液的浓度为10mM，所述盐酸多巴胺的浓度优选的为8mg/mL。
[0017]利用上述方法制得的PDA/BiOCl光催化材料中，所述BiOCl为具有多级结构的花瓣状微粒，所述PDA为高分子网状结构，包覆在BiOCl上。更进一步地，所述B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备PDA/BiOCl光催化材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、配置含铋源的溶液A：配置含铋源的水溶液，得澄清溶液A；步骤二、配置含卤源的溶液B：将卤源溶解在缓冲溶液中，控制溶液pH＝7.5
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9.5，室温下静置，得到溶液B；步骤三、制备PDA/BiOCl光催化材料：将步骤一所得澄清溶液A缓慢地滴加入到步骤二所得溶液B中，持续搅拌反应，得沉淀物，洗涤、干燥，得到PDA/BiOCl光催化材料。2.根据权利要求1所述一种制备PDA/BiOCl光催化材料的方法，其特征在于，所述铋源为BiCl3或Bi(NO3)3·
5H2O中的一种或以上。3.根据权利要求1所述一种制备PDA/BiOCl光催化材料的方法，其特征在于，步骤一中，静置时间为5
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15min。4.根据权利要求2所述一种制备PDA/BiOCl光催化材料的方法，其特征在于，步骤二中，所述含卤源的多巴胺盐为多巴胺盐酸盐，所述缓冲溶液为Tris
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HCl缓冲溶液。5.根据权利要求4所述一种制备PDA/BiOCl光催化材料的方法，其特征在于，步骤三中，所述铋源中Bi元素与多巴胺盐酸盐的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊大军，陈观利，张夏兰，陈佩珊，姚德富，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：