趙悅悅

摘? ?要：本文主要通過(guò)利用一種簡(jiǎn)單的水熱法制備出了二氧化鈦納米棒。并充分利用微量稀釋法對(duì)二氧化鈦納米棒對(duì)綠膿桿菌實(shí)際的抗菌性能進(jìn)行了研究，通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，二氧化碳納米棒隊(duì)綠膿桿菌具有非常明顯的抗菌效率，其對(duì)綠膿桿菌實(shí)際的抗菌效率能夠達(dá)到95%以上。本文主要通過(guò)一種簡(jiǎn)單的水熱法制作出了二氧化鈦半導(dǎo)體納米棒材料，該樣品實(shí)際上是一種鈦礦晶相，這種形式能夠有效促進(jìn)樣品光催化活性的發(fā)揮。通過(guò)紫外線(xiàn)照射，夠進(jìn)一步提升樣品滅殺綠膿桿菌的效果。

關(guān)鍵詞：二氧化碳納米棒? 水熱法? 抗菌性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TQl74? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（a）-0099-02

1? 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料及儀器

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要使用了硫酸鈦、乙二胺、無(wú)水乙醇、檸檬酸等試劑。另外還用到了LB培養(yǎng)基以及MH培養(yǎng)基，磷酸鹽緩沖液、綠膿桿菌標(biāo)準(zhǔn)株[1]。

主要用到的實(shí)驗(yàn)儀器有掃描電子顯微鏡、x射線(xiàn)粉末衍射儀、立式壓力蒸汽滅菌器、紫外分光光度計(jì)等相關(guān)設(shè)備。

1.2 制備二氧化鈦納米棒

首先將硫酸鈦以及檸檬酸溶解劑在適量的離子水中進(jìn)行溶解。經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬?，依次向溶液中加入乙二胺和乙醇。再攪?0min后將其至于反應(yīng)釜中，然后在180攝氏度反應(yīng)環(huán)境溫度下靜置8h。將反應(yīng)后產(chǎn)生的沉淀充分利用無(wú)水乙醇以及去離子水進(jìn)行反復(fù)洗滌。將最終所得的產(chǎn)物在60攝氏度干燥箱溫度下干燥處理12小時(shí)，最終得到的樣品即是二氧化鈦納米棒。

1.3 抗菌性能測(cè)試

首先充分利用微量稀釋法來(lái)針對(duì)二氧化鈦納米棒樣品最低抑菌濃度進(jìn)行測(cè)試。

（1）首先將保存蠻好的綠膿桿菌標(biāo)準(zhǔn)株放置在LB培養(yǎng)基上， 并將其置于37攝氏度的環(huán)境下培養(yǎng)24h。然后將其中的單克隆菌落挑選出來(lái)放置在MH培養(yǎng)基中，并在37攝氏度溫度環(huán)境下進(jìn)行震蕩過(guò)夜培養(yǎng)。將過(guò)夜的菌液利用MH培養(yǎng)基稀釋液進(jìn)行稀釋?zhuān)?yán)格的按照90μL/孔容量將其加入到96孔板中[2]。

（2） 稱(chēng)取適量二氧化鈦粉末， 并將其置于磷酸鹽緩釋劑中，按照一定濃度配制成懸浮液，然后利用高壓鍋將懸浮液在120攝氏度飽和蒸汽下進(jìn)行滅菌處理20min。隨后將其放置在無(wú)菌操作臺(tái)上，并利用365nm紫外光照射兩小時(shí)，最后按照10μL/孔大容量將其加入到菌液中，這樣就能夠得到濃度分別為0、0.1、0.15、0.2、0.25、0.5mg/ml的二氧化鈦納米棒混合液;將混合液在37攝氏度、170r/min的條件下進(jìn)行24h培養(yǎng)處理;然后充分結(jié)合光密度實(shí)際測(cè)試數(shù)值就可以計(jì)算出最低抑菌濃度。

1.4 樣品表征

充分利用射線(xiàn)粉末衍射儀針對(duì)樣品在2θ處于10°-70°范圍內(nèi)的衍射峰進(jìn)行測(cè)試;然后利用掃描電子顯微鏡對(duì)樣品實(shí)際的外貌特征進(jìn)行觀(guān)察，然后利用波長(zhǎng)在600nm未知的紫外線(xiàn)分光光度計(jì)來(lái)測(cè)定綠膿桿菌實(shí)際濃度。

2? 結(jié)果與討論

2.1 晶相其形貌分析

二氧化硅的晶相和形貌會(huì)對(duì)其性能造成一定的影響。而實(shí)際的反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)溫度會(huì)對(duì)晶相和形貌產(chǎn)生決定性作用。通過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果將水熱反應(yīng)實(shí)際溫度調(diào)節(jié)到180攝氏度，而將整個(gè)反應(yīng)時(shí)間設(shè)置為6小時(shí)，最終得到的二氧化鈦納米棒樣品晶相其形貌完全符合要求。而如果水熱反應(yīng)過(guò)程中溫度過(guò)低，最終得到的是非銳鈦礦晶相，而這種晶相對(duì)于樣品抗菌性能非常不利。另外，如果整個(gè)水熱反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，最終得到的納米棒形貌不能保持完整狀態(tài)，由此也會(huì)對(duì)樣品的抗菌性能造成影響。通過(guò)對(duì)最佳反應(yīng)條件下二氧化鈦納米棒x射線(xiàn)粉末衍射圖像進(jìn)行觀(guān)察后可以發(fā)現(xiàn)，樣品的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)銳鈦礦相完全一致，這也充分說(shuō)明，本次制備的樣品為銳鈦礦相。該相態(tài)下的二氧化碳具有更好的光催化效果，因此在紫外光照射下就能夠充分發(fā)揮出抑菌作用。

2.2 樣品抑菌性能分析

將經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的綠膿桿菌作為目標(biāo)菌種，然后將不同濃度下二氧化鈦納米棒溶液利用紫外光照射兩小時(shí)，在此情況下來(lái)測(cè)試不同濃度下樣品對(duì)綠膿桿菌的抑菌性能效果。通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，利用細(xì)菌存活率100%參照對(duì)比的情況下，二氧化鈦納米棒濃度的不斷升高，會(huì)導(dǎo)致綠膿桿菌存活率不斷下降，這也能夠充分說(shuō)明二氧化鈦納米棒樣品在經(jīng)過(guò)紫外光照射后具有了較強(qiáng)的殺菌作用。而當(dāng)二氧化鈦納米棒樣品濃度達(dá)到0.2mg/ml的時(shí)候，綠濃桿菌實(shí)際的存活率僅僅能達(dá)到28.7%，如此就能夠充分說(shuō)明，如果在細(xì)菌溶液中即使劑量很小的二氧化鈦，納米棒樣品，也完全能夠起到很好的殺菌效果。而隨著二氧化鈦納米棒濃度的增加，當(dāng)其濃度達(dá)到0.5mg/ml到時(shí)候，綠膿桿菌實(shí)際的存活率僅僅達(dá)到了4.5%，細(xì)菌樣品中的細(xì)菌基本上完全被殺死。

2.3 樣品抑菌性能機(jī)理

為了進(jìn)一步了解二氧化鈦樣品抑菌性能性能，通過(guò)下圖1對(duì)二氧化鈦納米棒光催化滅菌機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)描述。當(dāng)二氧化碳納米棒處在365nm紫外光照射條件下到時(shí)候，二氧化鈦納米棒價(jià)帶中的光生電子就會(huì)經(jīng)過(guò)激發(fā)而轉(zhuǎn)移到其導(dǎo)帶中，把二氧化鈦納米棒在空氣中吸收的氧氣在這種狀態(tài)下就會(huì)大量吸附電子，從而形成超氧自由基和羥基自由基。另外，一些存留在二氧化鈦納米棒中的價(jià)帶光生空穴就會(huì)與溶液中的水以及氫氧根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最終生成了羥基自由基。溶液中的細(xì)菌會(huì)受到活性氧物質(zhì)攻擊，從而導(dǎo)致細(xì)菌的細(xì)胞壁遭到破壞，與此同時(shí)，細(xì)胞的各種組成物質(zhì)也會(huì)被逐漸分解，最終導(dǎo)致細(xì)菌被滅殺，由此就起到了很好的滅菌效果。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)一種簡(jiǎn)單的水熱法制備出了一種均一形貌、單分散的二氧化鈦納米棒樣品。如果不對(duì)樣品進(jìn)行煅燒處理就會(huì)得到銳鈦礦相。然后將銳鈦礦相的二氧化鈦納米棒樣品利用365nm紫外光進(jìn)行照射處理，這樣二氧化鈦納米棒樣品就能夠具備良好的滅殺綠膿桿菌效果，而且隨著二氧化鈦納米棒濃度的不斷增加，其實(shí)系滅菌的效果也會(huì)逐漸提升。把二氧化鈦納米棒樣品實(shí)際濃度達(dá)到0.5mg/ml的時(shí)候，二氧化鈦納米棒能夠有效的將綠膿桿菌從活力抑制在4.5%以下，在這種情況下，能夠?yàn)橹苽涑鼍哂懈玫目咕阅艿燃{米材料提供一種高效、可行的途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 田雨，馮娟娟，王秀琴，步亞南，羅川南，孫敏. 二氧化鈦納米棒用于固相微萃取涂層的研究[A]. 中國(guó)化學(xué)會(huì).第21屆全國(guó)色譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)及儀器展覽會(huì)會(huì)議論文集[C].中國(guó)化學(xué)會(huì)：，2017：1.

[2] 蔡金光，齊利民. 基于二氧化鈦納米棒陣列結(jié)構(gòu)的自清潔寬波段全方向減反射涂層[A]. 中國(guó)化學(xué)會(huì).中國(guó)化學(xué)會(huì)第十三屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C].中國(guó)化學(xué)會(huì)：，2011：1.

[3] 李萌.銀摻雜TiO_2納米棒陣列的制備、抗菌及光催化性能研究[D].太原理工大學(xué)，2016.