改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料的制备及光驱动抗菌性能研究

改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料的制备及光驱动抗菌性能研究

摘要：钙钛矿材料因其在光催化、抗菌等领域的应用潜力而备受关注。本研究旨在制备改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料，并研究其光驱动抗菌性能。通过溶胶-凝胶法制备了纯钙钛矿材料，然后用钴酸镧改性并采用高温焙烧得到改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料。经过光照条件下的表面吸附、菌落计数实验以及荧光染色观察等方法，研究了复合材料的抗菌性能。

关键词：改性钴酸镧基钙钛矿，纳米复合材料，制备，光驱动，抗菌性能

引言

近年来，抗菌材料的研究日益受到关注，特别是在医疗器械、食品包装和水处理等领域。钙钛矿材料由于其卓越的物理和化学性质以及优异的光催化性能，在抗菌材料研究领域显示了巨大的潜力。然而，纯钙钛矿材料在抗菌性能方面还存在一定的局限性。为了提高其抗菌性能，本研究采用了钴酸镧的改性方法，通过制备改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料来探索其光驱动抗菌性能。

实验方法

1.材料制备

纯钙钛矿材料通过溶胶-凝胶法制备，采用乙二醇和钛酸丁酯作为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为稳定剂。得到的样品经过高温焙烧后得到纯钙钛矿材料。

改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料的制备是在纯钙钛矿材料的表面吸附改性。首先以钴酸镧溶液处理纯钙钛矿样品，并经过离心和洗涤等步骤，最后进行高温焙烧获得改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料。

2.表面吸附实验

将改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料与常见细菌溶液接触，并在光照条件下进行表面吸附实验。利用扫描电子显微镜观察复合材料表面的菌落情况。

3.菌落计数实验

将改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料与常见细菌溶液接触，并在光照条件下孵育。在不同时间点上采集菌液，并通过菌落计数实验评估复合材料的抗菌活性。

4.荧光染色观察

使用荧光染料将常见细菌与改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料一起暴露在光照条件下。通过荧光显微镜观察细菌的活性和复合材料的抗菌性能。

结果与讨论

通过表面吸附实验发现，改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料能够有效吸附并抑制常见细菌的生长。扫描电子显微镜图像显示，表面存在的菌落数量显著减少。

菌落计数实验结果显示，复合材料在光照条件下对常见细菌的抑制作用明显增强。与未经处理的纯钙钛矿材料相比，改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料在相同条件下的菌落计数较低。

荧光染色观察结果显示，经过光照处理的改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料对常见细菌具有较强的抗菌活性。细菌在复合材料表面的黏附数量明显减少，细胞形态也发生了变化。

结论

本研究成功制备了改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料，并研究了其光驱动抗菌性能。实验结果表明，改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料对常见细菌具有较强的抑制作用，并且在光照条件下表现出更加明显的抗菌效果。这为开发新型抗菌材料提供了新思路，并在医疗器械、食品包装和水处理等领域具有潜在的应用价值。未来的研究可以进一步优化复合材料的制备方法和抗菌性能，以实现更高效的抗菌应用本研究成功制备了改性钴酸镧基钙钛矿纳米复合材料，并证明其在光照条件下对常见细菌具有较强的抑制作用。通过表面吸附实验、菌落计数实验和荧光染色观察，我们发现复合材料能够有效吸附并抑制常见细菌的生长，并且对细菌的抗菌活性在光照条件下进一步增强。这些结果为开发新型抗菌材料