单原子钨氧化物酶的制备、表征与光催化抗菌性能的研究

具有催化活性的纳米材料在环境、能源与生物等方面都具有许多应用.例如光催化纳米材料,利用自然光起到消毒、杀菌作用,由于对其环境友好、无毒及高效持久等优点,具有广阔的应用前景.纳米材料的尺寸极限是单一原子,单原子及单原子的氧化物作为一种近年来兴起的原子级活性位点,被各个领域广泛使用,包括新能源材料、环境净化材料和生物酶等.本文以单原子钨的氧化物酶(single tungsten atom oxide enzyme:STAO)作为光催化抗菌剂,在球差校正电子显微镜下,观察到均匀分布的原子尺度单位点.研究不同单原子浓度、不同光照预处理条件下的抗菌性能.结果 表明,单原子钨的氧化物酶在紫外光以及可见光预处理条件下,均对大肠杆菌具有较强的抗菌效果,可以达到99％以上的抗菌性能.其原理是在光激发电子空穴分离后,抗菌剂通过ROS(活性氧自由基,如O2-,H2O2和·OH)攻击和脂质过氧化反应导致大肠杆菌死亡,达到抗菌效果.本文将STAO应用在抗菌领域,为探究单原子氧化物酶在生命科学领域的应用提供了新思路.