纳米光催化技术及其在家电行业的应用

一、纳米光催化技术及在家电行业的应用（论文文献综述）

张亚兵,赵金丹,徐正翱,张庆玲,姚艳春,王辰^[1]（2018）在《家用冰箱除异味方法的分析研究》文中研究指明随着人们生活水平的提高,冰箱已成为一种必不可少的家用电器,在实际使用过程中会存在异味的问题,造成用户的体验感差。本文主要总结了几种除异味净化的方法及其原理,分析了其中的利弊,以期对除异味净化功能冰箱的研发和评价提供参考。

石磊^[2]（2013）在《种植体表面改性—光诱导超亲水性表面骨结合机制研究》文中研究指明【背景】骨结合界面的破坏是目前临床上导致种植体发生失败的最主要原因，特别是即刻种植、即刻负重等新技术的广泛应用，对骨结合的效果提出了更高的要求。虽然已经有很多表面粗化处理的方法都能增强骨结合效果，但是骨结合率仍未达到非常理想的地步（仅介于30%-70%之间），而且部分学者认为这种粗糙的表面也成为种植体周围炎不易控制的重要影响因素之一。最近，相关研究报道了在骨结合早期，经过放置4周的种植体骨结合率为60%，而刚刚加工完成的―新鲜‖表面则能达到90%，这应该归功于刚刚处理过的钛表面具有的生物活性。目前，有生产厂家尝试将种植体封装在PH等于5的生理盐水中来―保存‖生物活性，但是从加工完成到临床应用往往经历数月，会失去保存的意义；更重要的是，刚刚加工处理后的钛金属表面被证实带有正电荷，而疏水性种植体表面由于存在惰性氧化膜的保护不带电荷，而当种植体植入之前，制备后窝洞内的血浆蛋白带有负电荷，这就意味着在理论上极可能存在与以往不同的骨-种植体连接方式，即―直接‖骨连接。有研究显示经过短时间内的光催化诱导，氧化钛表现出超强的亲水性能和生物活性；同时，紫外光（UV）照射能量超过3.2eV时，钛表面会释放电子，产生氧空穴，这种经过电荷改变的表面被证实更能吸引成骨细胞的粘附和同时促进细胞分化与增殖。所以，我们认为手术前即刻恢复植入材料表面生物活性要比长时间―保存‖的方式更加有效率；且这种钛表面电化学改变引起的、尚需被进一步证实的―直接‖骨结合的机理尚不清楚。【目的】1、进一步寻找具有生物活性的超亲水性表面―直接‖骨结合存在的证据，并验证超亲水性种植体―直接‖骨连接的效果。2、探明光催化诱导钛种植体表面恢复超亲水性（接触角接近于0°）后增强骨结合能力的机制，为进一步指导临床应用提供理论依据。【方法】1.48枚实验用钛种植体及52个钛片（商业纯钛四级）采用微弧氧化法（MAO）表面粗化处理后随机分为实验组与对照组，并在黑暗的室内放置8周以强化其生物老化效果，然后对实验组的样本进行UVC光催化诱导48小时后，立即将实验组与对照组样本同时进行体内、体外实验。2.分别对UVC光催化前后的钛片样本表面进行x射线光电子谱检测，分析光催化前后钛表面元素含量的变化。3.分别对进行UVC光催化诱导后的钛片样本在特定连续时间段内进行接触角测量来观察生物老化现象的变化情况。4.对实验组与对照组钛片样本进行成骨细胞与材料粘附共培养，观察成骨细胞对超亲水性表面与疏水性表面粘附、分化和增殖能力的差别。5.48枚实验种植体随机分为实验组与对照组后进行体内动物实验，借助显微CT、组织形态学染色、生物力学检测及种植体-骨复合物的表面生物组织能谱分析等手段，观察超亲水性表面与疏水性表面的骨结合能力的差别。【结果】1.通过XPS检测，可以发现经过UVC光催化诱导后的钛表面的几种元素均发生了变化：其中在453.8eV的Ti4+和在458.3eV的Ti3+都升高说明光催化诱导方法可以暴露出更多的钛元素；此外，光催化诱导后的超亲水性表面Ti4+和Ti3+之间的―电势差值‖也增加了，原因可能因为光催化诱导的能量导致钛表面发生电子跃迁，进而产生了电荷加载，表面电化学结构发生改变。除了钛元素发生改变，氧元素的含量有所升高，这一现象可以间接表明光催化诱导后钛金属表面的羟基自由基的含量升高了。最后，碳元素的含量大大降低，说明光催化诱导有效地去除了杂质的附着。2.表面接触角实验证实刚刚经过UVC光催化诱导后的超亲水性表面的接触角接近于0°，随着暴露时间的增加，接触角也增大，而经过7天的暴露后，接触角又恢复到70°以上，基本与对照组（疏水性表面）的接触角没有差别。3.生物力学检测（最大抗拔出力实验）显示，在4周与12周的时候，实验组与对照组骨结合强度无明显差别；然而8周的时候，实验组最大抗拔出力值为70.4±9.3N，对照组为56.7±6.6N（P<0.01）,说明在骨结合早期，超亲水性表面较疏水性表面更能提高骨结合强度，原因可能是因为形成了化学性的连接，而在骨结合晚期未见明显优势。4.通过EDS检测及扫描电镜观测可以发现，在骨-种植体结合界面内，对照组（疏水性表面）钛金属与骨之间有一个间隙；而经过UVC催化诱导后的超亲水性表面与骨之间则有着更为紧密的连接，即―直接‖骨-种植体连接。5.显微CT观察的结果显示，在4周与12周时，超亲水性表面的骨矿化率（TMD）较疏水性表面只有较轻微的增加，而到了8周，则出现了明显的增加。6.通过组织形态学分析可以得知，从4周到12周即骨结合早期与晚期，实验组（超亲水性表面）的骨结合效果均优于对照组（疏水性表面）。【结论】从上述实验研究中，得出以下五种推论：1. UVC光催化诱导能够有效地将生物老化的钛表面重新恢复成为具有生物活性的超亲水性表面。2.紫外线通过去除材料表面的碳等杂元素而纯化钛金属表面。3.经过UVC光催化诱导后，XPS检测氧元素含量升高，表明具有生物活性的钛金属表面与空气中水接触后，会产生更多的羟基自由基。4.经过UVC光催化诱导后，Ti4+与Ti3+之间的电势差增加了，使得生物惰性的钛金属由不带电荷转变成带有正电荷的表面，这样就有可能使钛金属表面直接吸引带有负点的血浆蛋白粘附，而加快骨结合的进度。5.超亲水性表面的这种―直接‖骨结合方式具有较疏水性表面更加优越的骨结合效果，表现为结合强度更高，结合面积更大。虽然从宏观上看，对骨结合早期（8周）影响明显，但是这种带有正负电荷的化学性连接在骨结合的后期作用则不明显，而且这种新的连接方式可能将改变以往人们普遍接受的骨-种植体需要依赖Ca/P半桥粒过渡的理念。总之，在表面粗化处理和基因、蛋白质分子自组装技术遇到瓶颈后，采用紫外线特别是UVC光催化诱导钛种植体表面后，使其发生改性，从而促进骨结合的研究是非常有价值和意义的。

姜莉,简小琴,刘奎仁,王恩德,贾琳^[3]（2007）在《烧结制度对稀土掺杂TiO2光催化抗菌材料抗菌性能的影响》文中认为采用溶胶-凝胶法并结合旋转涂膜法制备了稀土掺杂（Ce、Pr、Gd、Dy、Y、Eu）薄膜型光催化抗菌材料,利用TG-DSC综合热分析仪研究了烧结方式、烧结温度以及烧结时间等烧结制度对稀土掺杂TiO2光催化抗菌材料抗菌性能的影响。结果表明,各因素对材料的光催化抗菌性能均存在一最佳值,稀土元素掺杂对TiO2的晶型结构产生了一定的影响;薄膜中除Ce掺杂TiO2薄膜含有极少量金红石型TiO2外,其余全部由单一锐钛矿型TiO2构成,相比稀土掺杂TiO2薄膜对大肠杆菌的杀菌率可达93.38%,较纯TiO2（杀菌率为37.14%）杀菌效果提高了60.23%。该材料经反复使用仍具有很高的杀菌率和稳定性,极具实用价值和应用前景。

陈迎月^[4]（2006）在《光催化剂TiO2对晶状体上皮细胞生长及杀伤作用的实验研究》文中进行了进一步梳理目的研究光催化剂TiO2对牛晶状体上皮细胞生长的影响以及经长波紫外线（UVA）激发后TiO2对细胞的杀伤作用和机制。探讨光催化剂TiO2应用于防治后发性白内障的可能性。方法不同浓度的TiO2与牛晶状体上皮细胞共同培养,采用噻唑蓝（MTT）比色法和流式细胞技术（FCM）测定细胞生长状况和细胞生长周期。采用MTT比色法、台盼蓝拒染法、吖啶橙/溴化乙啶（AO/EB）染色法、DNA琼脂糖凝胶电泳以及电镜技术观察经UVA激发的TiO2对牛晶状体上皮细胞的杀伤状况和形态学变化。结果不同浓度的TiO2与牛晶状体上皮细胞共同培养后,TiO2颗粒通过细胞吞噬作用进入胞质中;牛晶状体上皮细胞生长速度随着TiO2浓度升高而下降,200ug/ml TiO2组作用48h生长抑制作用最大,此时细胞生长周期示增殖指数下降,与对照组相比有显着性差异（P=0.001）;在UVA激发下TiO2对牛晶状体上皮细胞杀伤率随着TiO2浓度增加和激发时间延长而增加,MTT比色法测定只有TiO2作用浓度达到150ug/ml且激发时间超过30 min或浓度达到200ug/ml,其杀伤作用与对照组相比才有显着性差异（150ug/ml TiO2组激发30 min,40 min及200ug/ml TiO2组激发20 min,30 min,40 min与对照组比较的P值分别为0.001,0.003,0.007,0.001和0.000）;进一步用台盼蓝拒染法和AO/EB染色法证实200ug/ml TiO2组照射30min以上杀伤作用与对照组相比有显着性差异（P值均为0.000）;200ug/ml TiO2组照射30min以上提取DNA进行琼脂糖凝胶电泳显示样品电泳迁移速率大于对照组,在电镜下观察到大量细胞有坏死超微结构改变。结论光催化剂TiO2可以抑制体外牛晶状体上皮细胞正常生长。在UVA的激发下TiO2可以明显杀伤牛晶状体上皮细胞,杀伤效应具有时效和量效关系。其机

梁艳^[5]（2006）在《高效复合型稀土掺杂光催化抗菌材料的研究》文中研究指明随着科学技术的进步及人类生活水平的提高，人类对所处环境和自身的健康越来越重视，TiO2光催化抗菌材料应运而生。当前，TiO2光催化抗菌材料主要存在光催化材料对可见光响应范围小，对太阳光利用率低以及无光照条件下材料会失去抗菌效应等问题。本文主要针对上述问题研究了可在各种条件下应用的高效复合型稀土掺杂光催化抗菌材料。 采用溶胶-凝胶法并结合旋转涂膜法制备了稀土掺杂光催化抗菌薄膜（La／TiO2、Ce／TiO2、Pr／TiO2、Nd／TiO2、Sm／TiO2、Eu／TiO2、Gd／TiO2、Dy／TiO2、Ho／TiO2、Y／TiO2）和Ag／Ce／TiO2复合型光催化抗菌薄膜，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克伯雷氏菌为实验菌种，以室内普通日光灯和太阳光作为光源，通过测定杀菌率，考察了超声波作用时间、转速、滴定高度、烧结制度、烧结温度、烧结时间以及稀土掺杂量、涂膜层数等因素对材料光催化抗菌性能的影响，确定了最佳制备工艺条件。用XRD、SEM、TG-DSC等对材料进行了表征。用紫外-可见分光光度计分析了材料的紫外-可见吸收光谱。采用生物透射电子显微镜观察了Ce／TiO2、Ag／Ce／TiO2薄膜的抗菌过程，初步探讨了光催化抗菌材料的抗菌机理。 实验结果表明，制备的RE／TiO2、Ag／Ce／TiO2光催化抗菌薄膜除Ce／TiO2含有极少量金红石型TiO2外，其余全部由单一锐钛矿型TiO2构成。UV-Visible吸收光谱分析表明，稀土元素掺杂显着提高了光催化材料对可见光的响应，以普通日光灯作为光源即有很好的抗菌效果，RE／TiO2、Ag／Ce／TiO2光催化抗菌薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见细菌的平均杀菌率皆在90％以上。其中Ce／TiO2、Sm／TiO2、Y／TiO2、Ag／Ce／TiO2光催化薄膜以太阳光作为光源，在室内放置1h，对大肠杆菌（5×103cfu／ml）杀菌率分别可达91.3％、91.1％、90％和92.8％。 TEM观察表明，Ce／TiO2和Ag／Ce／TiO2光催化抗菌薄膜的抗菌机理相类似：光催化反应中产生的电子和空穴、活性氧类物质等破坏菌体的细胞壁，细胞质膜，并与细胞内含物等反应，使细菌变形，细胞壁等组织结构破裂，内含物溢出或分解，最后导致菌体死亡。不同的是Ag／Ce／TiO2薄膜引入了银，在反应中结合了银的接触反应和催化反应机理，加快了对细菌的杀灭速度。 材料经反复使用和高温、高压、冲刷等处理，薄膜完整不脱落，始终有很高的杀菌率和稳定性，有持续抗菌效果，极具实用价值和应用前景。

王宇晖,徐高田^[6]（2004）在《光触媒技术的发展与应用》文中认为光触媒 （photocatalyst）在光的照射下具有净化、除臭、杀菌、防污的优良性能 ,得到了人们越来越多的重视。本文介绍了光触媒技术的反应机理 ,二氧化钛光触媒的特性及在各个领域的应用

李旦振,付贤智,薛勍^[7]（2003）在《纳米光催化技术及在家电行业的应用》文中进行了进一步梳理本文从半导体光催化机理、结合TiO2光催化剂的深度氧化、杀菌、除臭、超亲水和超亲油特性等功能,简述光催化技术在家电行业的应用现状和进展,探讨了光催化技术与现代家电技术结合对拓展光催化技术应用范围的作用。

二、纳米光催化技术及在家电行业的应用（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、纳米光催化技术及在家电行业的应用（论文提纲范文）

（2）种植体表面改性—光诱导超亲水性表面骨结合机制研究（论文提纲范文）

（3）烧结制度对稀土掺杂TiO2光催化抗菌材料抗菌性能的影响（论文提纲范文）

（4）光催化剂TiO2对晶状体上皮细胞生长及杀伤作用的实验研究（论文提纲范文）

（5）高效复合型稀土掺杂光催化抗菌材料的研究（论文提纲范文）

四、纳米光催化技术及在家电行业的应用（论文参考文献）

• [1]家用冰箱除异味方法的分析研究[A]. 张亚兵,赵金丹,徐正翱,张庆玲,姚艳春,王辰. 2018年中国家用电器技术大会论文集, 2018
• [2]种植体表面改性—光诱导超亲水性表面骨结合机制研究[D]. 石磊. 第四军医大学, 2013(04)
• [3]烧结制度对稀土掺杂TiO2光催化抗菌材料抗菌性能的影响[J]. 姜莉,简小琴,刘奎仁,王恩德,贾琳. 现代科学仪器, 2007(01)
• [4]光催化剂TiO2对晶状体上皮细胞生长及杀伤作用的实验研究[D]. 陈迎月. 福建医科大学, 2006(12)
• [5]高效复合型稀土掺杂光催化抗菌材料的研究[D]. 梁艳. 东北大学, 2006(12)
• [6]光触媒技术的发展与应用[J]. 王宇晖,徐高田. 化学工程师, 2004(12)
• [7]纳米光催化技术及在家电行业的应用[J]. 李旦振,付贤智,薛勍. 家电科技, 2003(01)

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