新型納米復合材料介孔m-TiO?/Ag對大腸桿菌和銅綠假單胞菌生長、抑制作用（三）
2.3 FT-IR分析
圖3為m-TiO2及m-TiO2/Ag-0.5的FT-IR譜圖。由圖可知，500~800 cm?1處強吸收峰對應Ti-O伸縮振動峰，3458 cm?1處寬峰和1635 cm?1處吸收峰分別為催化劑表面吸附的水分子和羥基的伸縮振動峰和彎曲振動峰，兩條曲線在987 cm?1處的吸收峰應該為Ti-O-Ti的伸縮振動。m-TiO2/Ag與m-TiO2的FT-IR在峰位上沒有明顯區別，表明用Ag修飾不影響m-TiO2的結構。
2.4光催化性能測試
根據郎伯-比爾定律計算染料濃度。降解率常數按式(1)計算。
式中，η為染料的降解率，%；C?為催化劑對染料吸附-脫附平衡后的初始濃度，mg/L；A?為開始光照前染料溶液的吸光度；A?為光照開始后不同時間段的染料溶液的吸光度。
m-TiO?及m-TiO?/Ag復合材料的可見光光催化降解曲線和降解動力學曲線見圖4。由圖4(a)可見，沒有催化劑時，MB基本不降解；而在自然光下80 min后，由于MB溶液在光照射下自光敏化的結果，其略有降解。隨著催化劑的加入，MB降解率增大。其活性大小順序為m-TiO?/Ag-1.0>m-TiO?/Ag-0.5>m-TiO?/Ag-0.1>m-TiO?。可見不同濃度的Ag負載均可增強m-TiO?的光催化活性，使MB的光催化降解效果遠遠優于純m-TiO?，因此納米銀的添加可有效減少光生電子和空穴的復合，提高TiO?的光催化性能。
圖4(b)為不同濃度m-TiO?及m-TiO?/Ag降解MB的動力學關系，實驗發現不同樣品ln(C?/C)與降解時間都有較好的線性關系。說明催化降解MB的反應為一級反應，其速率方程可表示為ln(C?/C)=kt，其中k為一級反應速率常數，t為反應時間，C?和C?分別代表反應時間為0和t時溶液的濃度。
從捕獲實驗可以發現，當加入空穴捕獲劑(NaI)時，m-TiO?/Ag可見光降解MB的催化活性幾乎沒有減弱，僅從93%減小到92%，降幅為1%；加入超氧化物捕獲劑(BQ)時，m-TiO?/Ag可見光降解MB的催化活性只有小幅度降低，降至68%，降幅為25%；而當加入自由基捕獲劑(IPA)時，m-TiO?/Ag的光催化能力大幅度降低至37%，降幅56%。因此，自由基和超氧化物是可見光照射下m-TiO?/Ag光催化體系中的主要反應物種。
2.5抗菌效果測試
2.5.1生長曲線分析
m-TiO?/Ag抗菌效果見圖5。由圖可知，大腸桿菌和銅綠假單胞菌在12 h內的生長曲線與培養液中納米銀的濃度呈顯著負相關，銀離子對兩者的抑制作用均隨著銀含量的增加而逐漸增強。初始階段，銀離子的釋放量較大，可快速高效殺滅細菌，當銀離子釋放達到平衡后，進入緩慢釋放階段，仍能維持長久的抗菌性。當培養液中沒有銀溶液存在時，所有菌種均呈現快速指數增長趨勢。當培養液中添加了不同濃度的納米銀溶液，細菌生長相比空白對照樣出現不同程度的延遲。
對于大腸桿菌和銅綠假單胞菌，當銀離子濃度為2.8 mg/L時抑菌劑均可在12 h內抑制其生長；而銅綠假單胞菌在銀離子濃度為1.4 mg/L作用下前7 h內可抑制其生長，大腸桿菌則不能被抑制。由此可見，對銅綠假單胞菌的抗菌效果明顯優于大腸桿菌。其抗菌效果主要取決于溶液中釋放的銀離子濃度，在載銀量較低的情況下，釋放到溶液的銀離子較少，抗菌效果稍弱。反之，抗菌效果增強。
表1為納米銀對大腸桿菌和銅綠假單胞菌的MIC值。由表1可見，銅綠假單胞菌的MIC值明顯低于大腸桿菌，說明復合材料對銅綠假單胞菌有更強的抗菌性。
表1 m-TiO?/Ag對大腸桿菌和銅綠假單胞菌的MIC值
2.5.2抑菌環
m-TiO?/Ag-0.5對大腸桿菌和銅綠假單胞菌抑菌環的影響見圖6。由圖可見，m-TiO?/Ag溶液在大腸桿菌平板和銅綠假單胞菌平板上均有明顯抑菌環出現，濃度越高抑菌環越寬，抑菌效果越明顯，銀離子對前者的抑菌環要略小于后者，說明納米銀對銅綠假單胞菌具有更強的殺菌能力。
綜上，MIC值、CFU計數及抑菌環實驗均表明m-TiO?/Ag對菌的抑制作用與活菌數和銀濃度有直接關系，并且對銅綠假單胞菌有更好的殺菌作用。
3結論
(1)以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板運用醇熱法可成功制備出來m-TiO?，借助光還原法可制備出m-TiO?/Ag復合材料，且銀離子的負載沒有影響它的晶型。
(2)m-TiO?載銀后，可見光光催化性能顯著提高，在實驗條件下，隨著銀離子負載量的增大，可見光光催化效率增強，且自由基和超氧化物是此光催化體系中的主要反應物種。
(3)m-TiO?/Ag對大腸桿菌和銅綠假單胞菌的抑制作用均隨著銀含量的增大而逐漸增大，且實驗中相同濃度的銀離子對銅綠假單胞菌的抗菌性更強。
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