水體中存在的大量致病微生物嚴(yán)重威脅人類健康，而傳統(tǒng)飲用水消毒殺菌技術(shù)如氯消毒等則存在諸多弊端，如產(chǎn)生致癌消毒副產(chǎn)物、余氯影響飲用水口感、無法徹底殺滅包囊微生物等。因此尋求更高效、安全的飲用水消毒替代技術(shù)已成為當(dāng)前水消毒領(lǐng)域的研究熱點�；诎雽�(dǎo)體光催化劑的光催化/光電催化消毒技術(shù)因為其具有更強(qiáng)的消毒能力、節(jié)能環(huán)保、不生成毒害副產(chǎn)物及可實現(xiàn)系統(tǒng)自凈化等優(yōu)勢近年來倍受研究者關(guān)注。但是由于目前采用的光催化殺菌研究體系的差異性，諸如催化劑、目標(biāo)微生物及檢測方法和指標(biāo)等，導(dǎo)致目前對于光催化/光電催化消毒機(jī)理的研究并不透徹。
中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士生孫紅衛(wèi)及其導(dǎo)師安太成研究員和李桂英副研究員利用TiO2納米管作為光陽極，以大腸桿菌作為目標(biāo)微生物的代表，系統(tǒng)研究了該體系中光催化/光電催化殺菌的機(jī)理。該研究證明光催化/光電催化體系中生成的高濃度活性氧物種是其殺菌作用的關(guān)鍵，固定化催化劑光陽極消毒體系中起主要殺菌作用的是光照過程中原位生成的H2O2，而粉末懸浮催化劑體系中發(fā)揮主要殺菌作用的則是光生h+及•OH�；钚匝跷锓N對細(xì)菌的攻擊可造成細(xì)菌的抗氧化酶，如過氧化氫酶、超氧化物歧化酶(SOD)，活力的下降及細(xì)胞膜損傷，導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)特別是蛋白質(zhì)和DNA的逐漸氧化損傷及泄漏。該研究進(jìn)一步明晰了光催化/光電催化殺菌機(jī)理，在其基礎(chǔ)上提出了一種系統(tǒng)研究光催化/光電催化殺滅病原微生物機(jī)理的可供參照的系統(tǒng)研究方法及思路。
該研究成果已發(fā)表在Environmental Science & Technology 雜志上 (H.W. Sun, G.Y. Li, X. Nie, H.X. Shi, P. K. Wong, H.J. Zhao, T.C. An*, Systematic approach to in-depth understanding of photoelectrocatalytic bacterial inactivation mechanisms by tracking the decomposed building blocks.Environ Sci Technol 2014, 48 (16), 9412-9419)。
廣州地化所光催化/光電催化殺菌機(jī)理研究取得進(jìn)展
